Διάθλαση σε 2 διαστάσεις

Παρουσίαση με θέμα: "Διάθλαση σε 2 διαστάσεις"— Μεταγράφημα παρουσίασης:

1 Διάθλαση σε 2 διαστάσεις
Παράγοντες διάθλασης

2 Πλάγιος Ταλαντωτής Ρηχό νερό Με βάση τις παρατηρήσεις σου, πώς η κατεύθυνση ενός ευθύγραμμου μετώπου κύματος σχετίζεται με την κατεύθυνση διάδοσης του; Σκίτσο της θέσης και του προσανατολισμού των διάφορων κυματομορφών που παράγονται από τον ταλαντωτή Β. Υπόθεσε τώρα ότι ο ταλαντωτής που παράγει γα κύματα έχει κατεύθυνση όπως αυτή που δείχνεται και ταλαντώνεται μπρος πίσω με ένα σταθερό ρυθμό. (Δείχνεται μόνο ένα τμήμα της δεξαμενής.) Η κατεύθυνση διάδοσης είναι κάθετη προς το μέτωπο κύματος Να σχεδιάσεις ένα βέλος για να δείξεις την κατεύθυνση διάδοσης της ταλάντωσης των μετώπων κύματος ΚΑΤΟΨΗ

3 Κυκλικά Κύματα Να εξηγήσεις πως η απάντηση σου μπορεί να εφαρμοστεί σε κυκλικά μέτωπα κύματος

4 Αρχή του Huygens Ο Huygens σκέφτηκε ότι κάθε σημείο ενός μετώπου κύματος γίνεται η πηγή για ένα κυκλικό κύμα. Προς τα μπρος τα κύματα που διαδίδονται συμβάλουν θετικά και δίνουν ένα νέο μέτωπο κύματος

5 Αρχή του Huygens Ο Huygens σκέφτηκε ότι κάθε σημείο ενός μετώπου κύματος γίνεται η πηγή για ένα κυκλικό κύμα. Προς τα μπρος τα κύματα που διαδίδονται συμβάλουν θετικά και δίνουν ένα νέο μέτωπο κύματος

6 Αρχή του Huygens Ο Huygens σκέφτηκε ότι κάθε σημείο ενός μετώπου κύματος γίνεται η πηγή για ένα κυκλικό κύμα. Προς τα μπρος τα κύματα που διαδίδονται συμβάλουν θετικά και δίνουν ένα νέο μέτωπο κύματος

7 Διάθλαση και αρχή του Huygens
Στην άκρη του πρώτου μετώπου σχεδιάζομε έναν κύκλο με ακτίνα ίση με το μήκος κύματος στο δεύτερο μέσο Φέρομε την εφαπτόμενη από την άκρη του δεύτερου μετώπου Αυτή μας δίνει τη διεύθυνση του μετώπου κύματος στο δεύτερο μέσο

8 Ακτίνες Είναι χρήσιμο να αναπαριστάνουμε τα ευθύγραμμα μέτωπα κύματος από μία μοναδική γραμμή κατά μήκος της διεύθυνσης στην οποία κινείται το κύμα. `Ενα βέλος πάνω στη γραμμή () δείχνει την κατεύθυνση διάδοσης του κύματος. Η γραμμή με το βέλος μαζί ονομάζεται ακτίνα, και ένα διάγραμμα στο οποίο τα κύματα αναπαριστάνονται με ακτίνες ονομάζεται διάγραμμα ακτινών. Στο διάγραμμα στο κατώτερο μέρος της προηγούμενης σελίδας σχεδίασε μια ακτίνα που δείχνει τη κατεύθυνση διάδοσης του κύματος που παράγεται από τον ταλαντωτή. Γ. Υπόθεσε ότι ο ταλαντωτής και το όριο μεταξύ βαθιού και ρηχού νερού έχουν τους προσανατολισμούς που δείχνονται Ρηχό νερό Ταλαντωτής Βαθύ νερό `Οριο ΚΑΤΟΨΗ ?

9 Ακτίνες ΚΑΙ διάθλαση μια φωτογραφία που δείχνει μέτωπα κύματος που προσπίπτουν από αριστερά σε ένα όριο μεταξύ δύο περιοχών νερού και να ελέγξεις τις απαντήσεις σου στο τμήμα Γ.Μπορούμε να δούμε μια εξομοίωση Ρηχό νερό Ταλαντωτής Βαθύ νερό `Οριο ΚΑΤΟΨΗ

10 Φωτογραφία κυμάτων Να προμηθευτείς μια φωτογραφία που δείχνει μέτωπα κύματος που προσπίπτουν από αριστερά σε ένα όριο μεταξύ δύο περιοχών νερού και να ελέγξεις τις απαντήσεις σου στο τμήμα Γ. .Να εξηγήσεις πως μπορείς να καταλάβεις από τη φωτογραφία ότι η περιοχή του ρηχού νερού είναι στην αριστερή μεριά της φωτογραφίας.

11 Φωτογραία κυμάτων Να περιγράψεις πως μεταβάλλονται τα μέτωπα κύματος καθώς διασχίζουν το όριο. Χρησιμοποίησε την απάντηση σου στο τμήμα Β για να καθορίσεις, πως μεταβάλλεται, αν μεταβάλλεται, η κατεύθυνση διάδοσης των κυμάτων. Πώς μεταβάλλεται, αν μεταβάλλεται, η φάση του προσπίπτοντος κύματος, όταν περνά από την μια περιοχή στην άλλη; (Με άλλα λόγια, μια κοιλία διαδίδεται σαν κοιλία, όρος ή σαν κάτι το ενδιάμεσο;) Εξήγησε το αυτό χρησιμοποιώντας την φωτογραφία.

12 ΙΙ. Ένα κύμα στο νερό περνά από το βαθύ νερό στο ρηχό νερό
Απόσταση δύο μετώπων στο βαθύ νερό η ταχύτητα του κύματος στο ρηχό νερό είναι η μισή από αυτή που έχει στο βαθύ νερό Διάλεξε τη διαφάνεια στην οποία οι παράλληλες γραμμές αναπαριστάνουν κατά τον καλύτερο δυνατό τρόπο τις διαδιδόμενες κυματομορφές Αφού η ταχύτητα είναι η μισή θα είναι και το μήκος κύματος μισό, άρα η απόσταση μεταξύ 2 μετώπων κύματος θα είναι η μισή. Δείτε την εξομοίωση Απόσταση δύο μετώπων στο ρηχό νερό Ρηχό νερό Βαθύ νερό

13 Κριτήρια Επιλογής Ποια κριτήρια χρησιμοποίησες για να καθορίσεις πως να προσανατολίσεις τα διαδιδόμενα μέτωπα κύματος; Δύο κριτήρια: α)Αφού η ταχύτητα είναι μισή, θα πρέπει και η απόσταση μεταξύ δύομετώπων (το μήκος κύματος) να είναι μισή β) Θα πρέπει το μέτωπο κύματος στο ρηχό να συνεχίζει το μέτωπο κύματος στο βαθύ. Υπάρχει άραγε κι άλλος δυνατός προσανατολισμός για τα διαδιδόμενα μέτωπα κύματος που είναι συνεπής με τα κριτήρια σου; Όχι,

14 Λύση Απόσταση δύο μετώπων στο βαθύ νερό
Απόσταση δύο μετώπων στο βαθύ νερό Απόσταση δύο μετώπων στο ρηχό νερό Ρηχό νερό Βαθύ νερό Προσπίπτουσα Ακτίνα Διαθλώμενη Ακτίνα

15 Μια Λανθασμένη Λύση Απόσταση δύο μετώπων στο βαθύ νερό
Απόσταση δύο μετώπων στο βαθύ νερό Απόσταση δύο μετώπων στο ρηχό νερό Ρηχό νερό Βαθύ νερό Προσπίπτουσα Ακτίνα Διαθλώμενη Ακτίνα Εδώ έχουμε λάθος: Σα να ανακλάται η ακτίνα, ενώ θα πρέπει να αλλάξει μόνο η πορεία

16 Ένα τέταρτο της περιόδου αργότερα
Να περιγράψεις σε τι θα διέφερε το διάγραμμα αν το στιγμιότυπο το είχες πάρει ένα τέταρτο της περιόδου αργότερα. Σε μία περίοδο θα διανύσει κάθε μέτωπο κύματος απόσταση ίση με το βέλος= ένα μήκος κύματος, άρα σε ένα τέταρτο της περιόδου θα έχουν διανύσει απόσταση 1/4λ Προσπίπτουσα Ακτίνα Βαθύ νερό Διαθλώμενη Ακτίνα Ρηχό νερό

17 Μέτωπα Κύματος και Ακτίνες
Να κάνεις τα σκίτσα δύο των δύο διαγραμμάτων πιο κάτω που δείχνουν κύματα που περνούν από το βαθύ στο ρηχό νερό με την γωνία πρόσπτωσης που δείχνεται. Στο ένα διάγραμμα να δείξεις τα μέτωπα κύματος, στο άλλο τις ακτίνες Αποστάσεις Μετώπων Κύματος Βαθύ νερό Διάγραμμα μετώπων κύματος Βαθύ νερό Διάγραμμα ακτινών Ρηχό νερό Ρηχό νερό

18 Τι είναι διάθλαση Η μεταβολή που συμβαίνει όταν ένα κύμα διαδίδεται σε μια περιοχή με διαφορετική ταχύτητα διάδοσης ονομάζεται διάθλαση. `Οταν αναπαριστάνουμε τα κύματα με ένα διάγραμμα ακτινών, ορίζομε ως γωνία πρόσπτωσης την γωνία μεταξύ της ακτίνας που αναπαριστάνει το προσπίπτον κύμα με την κάθετο στο όριο. Η γωνία διάθλασης ορίζεται ανάλογα. Γ. Στο διάγραμμα ακτινών του τμήματος Β, βάλε μια ετικέτα θπ για τη γωνία πρόσπτωσης και θδ για τη γωνία διάθλασης. θπ Διάγραμμα ακτινών Ρηχό νερό θδ

19

20 Κινούμενη εικόνα: παρακολούθησε τη σειρά ενεργειών για την εύρεση: διαθλώμενων μετώπων και τη μέτρηση των γωνιών πρόσπτωσης και διάθλασης.

21 Γωνία πρόσπτωσης 10°

22 Γωνία πρόσπτωσης 10°

23 Γωνία διάθλασης 21

24 Γωνία διάθλασης 21°

25 Από το πρόγραμμα «σεισμοί»

26 Το συμπέρασμα: Τα μέτωπα κύματος είναι βασικά για να κατανοήσουμε το νόημα των ακτίνων

27 Καμπύλωση των ακτίνων Για το θέμα αυτό εξετάστηκαν διάφορες περιπτώσεις: Να σχεδιαστούν οι ακτίνες προς τα σημεία Α, Β, Γ

28 Εφαρμογή των κυμάτων σε φακούς
Εφαρμογή των κυμάτων σε φακούς Σε ένα φακό έχουμε μεταβολή της ταχύτητας καθώς μπαίνουμε στο φακό