8.2 ΕΦΑΡΜΟΓΕΣ ΤΗΣ ΔΙΑΘΛΑΣΗΣ ΤΟΥ ΦΩΤΟΣ

Παρουσίαση με θέμα: "8.2 ΕΦΑΡΜΟΓΕΣ ΤΗΣ ΔΙΑΘΛΑΣΗΣ ΤΟΥ ΦΩΤΟΣ"— Μεταγράφημα παρουσίασης:

1 8.2 ΕΦΑΡΜΟΓΕΣ ΤΗΣ ΔΙΑΘΛΑΣΗΣ ΤΟΥ ΦΩΤΟΣ
8.1 ΔΙΑΘΛΑΣΗ ΤΟΥ ΦΩΤΟΣ 8.2 ΕΦΑΡΜΟΓΕΣ ΤΗΣ ΔΙΑΘΛΑΣΗΣ ΤΟΥ ΦΩΤΟΣ

2 Τί είναι η διάθλαση του φωτός; Ποιά είναι η αρχή του ελάχιστου χρόνου;
Στόχοι μαθήματος Τί είναι η διάθλαση του φωτός; Ποιά είναι η αρχή του ελάχιστου χρόνου; Νόμος της διάθλασης Τί εφαρμογές έχει η διάθλαση του φωτός;

3 Αν μια ακτίνα φωτός συναντήσει ένα αδιαφανές υλικό υπό γωνία τότε το κύμα θα ανακλαστεί

4 Αν μια ακτίνα φωτός συναντήσει ένα αδιαφανές υλικό υπό γωνία τότε το κύμα θα ανακλαστεί
Αν όμως πέσει σε διαφανές υλικό (γυαλί, νερό, υλικό με διαφορετική οπτική πυκνότητα) ένα τμήμα της ακτίνας θα περάσει μέσα στο υλικό ακολουθόντας διαφορετική διεύθυνση διάδοσης (Διάθλαση) γωνία διάθλασης νερό συρόπι

5 1) Όλες οι παραπάνω ευθείες είναι στο ίδιο επίπεδο
Αν μια ακτίνα φωτός συναντήσει ένα αδιαφανές υλικό υπό γωνία τότε το κύμα θα ανακλαστεί Αν όμως πέσει σε διαφανές υλικό (γυαλί, νερό, υλικό με διαφορετική οπτική πυκνότητα) ένα τμήμα της ακτίνας θα περάσει μέσα στο υλικό ακολουθώντας διαφορετική διεύθυνση διάδοσης (Διάθλαση) γωνία διάθλασης Κανόνες διάθλασης 1) Όλες οι παραπάνω ευθείες είναι στο ίδιο επίπεδο 2) Όταν το φως περνά από ένα διαφανές σώμα σε άλλο οπτικά πυκνότερο, τότε η γωνία διάθλασης είναι μικρότερη από τη γωνία πρόσπτωσης. Αντίθετα όταν το φως περνά οπτικά πυκνότερο σε αραιότερο μέσο η γωνία διάθλασης είναι μεγαλύτερη.

6 1) Όλες οι παραπάνω ευθείες είναι στο ίδιο επίπεδο
Αν μια ακτίνα φωτός συναντήσει ένα αδιαφανές υλικό υπό γωνία τότε το κύμα θα ανακλαστεί Αν όμως πέσει σε διαφανές υλικό (γυαλί, νερό, υλικό με διαφορετική οπτική πυκνότητα) ένα τμήμα της ακτίνας θα περάσει μέσα στο υλικό ακολουθόντας διαφορετική διεύθυνση διάδοσης (Διάθλαση) γωνία διάθλασης Κανόνες διάθλασης 1) Όλες οι παραπάνω ευθείες είναι στο ίδιο επίπεδο 2) Όταν το φως περνά από ένα διαφανές σώμα σε άλλο οπτικά πυκνότερο, τότε η γωνία διάθλασης είναι μικρότερη από τη γωνία πρόσπτωσης. Αντίθετα όταν το φως περνά οπτικά πυκνότερο σε αραιότερο μέσο η γωνία διάθλασης είναι μεγαλύτερη.

7 1) Όλες οι παραπάνω ευθείες είναι στο ίδιο επίπεδο
Αν μια ακτίνα φωτός συναντήσει ένα αδιαφανές υλικό υπό γωνία τότε το κύμα θα ανακλαστεί Αν όμως πέσει σε διαφανές υλικό (γυαλί, νερό, υλικό με διαφορετική οπτική πυκνότητα) ένα τμήμα της ακτίνας θα περάσει μέσα στο υλικό ακολουθόντας διαφορετική διεύθυνση διάδοσης (Διάθλαση) γωνία διάθλασης Κανόνες διάθλασης 1) Όλες οι παραπάνω ευθείες είναι στο ίδιο επίπεδο 2) Όταν το φως περνά από ένα διαφανές σώμα σε άλλο οπτικά πυκνότερο, τότε η γωνία διάθλασης είναι μικρότερη από τη γωνία πρόσπτωσης. Αντίθετα όταν το φως περνά οπτικά πυκνότερο σε αραιότερο μέσο η γωνία διάθλασης είναι μεγαλύτερη.

8 1) Όλες οι παραπάνω ευθείες είναι στο ίδιο επίπεδο
Αν μια ακτίνα φωτός συναντήσει ένα αδιαφανές υλικό υπό γωνία τότε το κύμα θα ανακλαστεί Αν όμως πέσει σε διαφανές υλικό (γυαλί, νερό, υλικό με διαφορετική οπτική πυκνότητα) ένα τμήμα της ακτίνας θα περάσει μέσα στο υλικό ακολουθόντας διαφορετική διεύθυνση διάδοσης (Διάθλαση) γωνία διάθλασης Κανόνες διάθλασης 1) Όλες οι παραπάνω ευθείες είναι στο ίδιο επίπεδο 2) Όταν το φως περνά από ένα διαφανές σώμα σε άλλο οπτικά πυκνότερο, τότε η γωνία διάθλασης είναι μικρότερη από τη γωνία πρόσπτωσης. Αντίθετα όταν το φως περνά οπτικά πυκνότερο σε αραιότερο μέσο η γωνία διάθλασης είναι μεγαλύτερη.

9 Ποιός είναι ο γρηγορότερος δρόμος να πάω από την πόλη Α στην πόλη Β;
Η πρόταση του Φερμά : Όταν το φως διαδίδεται από ένα σημείο σε ένα άλλο ακολουθεί την πορεία για την οποία απαιτείται ο ελάχιστος χρόνος Ποιός είναι ο γρηγορότερος δρόμος να πάω από την πόλη Α στην πόλη Β; Το φώς κάνει το ίδιο και διαθλάται Αυτό σημαίνει ότι το φώς σκέφτεται και αποφασίζει την πορεία του; Α Χωράφια Β Έλη

10 Νόμος του Σνελ

11 Νόμος του Σνελ Το πηλίκο του ημιτόνου της γωνίας πρόσπτωσης προς το ημίτονο της γωνίας διάθλασης είναι σταθερό και ίσο με το λόγο των ταχυτήτων του φωτός στα δύο μέσα.

12 Νόμος του Σνελ Το πηλίκο του ημιτόνου της γωνίας πρόσπτωσης προς το ημίτονο της γωνίας διάθλασης είναι σταθερό και ίσο με το λόγο των ταχυτήτων του φωτός στα δύο μέσα. Αν το ένα από τα δύο υλικά είναι το κενό (με ταχύτητα του φωτός c) τότε το πηλίκο αυτό είναι ίσο με το δείκτη διάθλασης n του δεύτερου υλικού

13 Το ίδιο ισχύει και για το δείκτη διάθλασης του υλικού.
Νόμος του Σνελ Το πηλίκο του ημιτόνου της γωνίας πρόσπτωσης προς το ημίτονο της γωνίας διάθλασης είναι σταθερό (και ίσο με το λόγο των ταχυτήτων του φωτός στα δύο μέσα). Αν το ένα από τα δύο υλικά είναι το κενό (με ταχύτητα του φωτός c) τότε το πηλίκο αυτό είναι ίσο με το δείκτη διάθλασης n του δεύτερου υλικού Η ταχύτητα του φωτός σε ένα μέσο εξαρτάται α) από το είδος του υλικού και β) από την ενέργεια των φωτονίων της ακτινοβολίας, δηλαδή το χρώμα του φωτός. Το ίδιο ισχύει και για το δείκτη διάθλασης του υλικού.

14 Eφαρμογές της διάθλασης
Α) Φαινομενική ανύψωση

15 Eφαρμογές της διάθλασης
Α) Φαινομενική ανύψωση

16 Eφαρμογές της διάθλασης
Α) Φαινομενική ανύψωση

17 Eφαρμογές της διάθλασης
Α) Φαινομενική ανύψωση Β) Παγίδευση του φωτός

18 Eφαρμογές της διάθλασης
Α) Φαινομενική ανύψωση Β) Παγίδευση του φωτός

19 Eφαρμογές της διάθλασης οριακή γωνία διάθλασης
Α) Φαινομενική ανύψωση Β) Παγίδευση του φωτός Για ορισμένη τιμή της γωνίας πρόσπτωσης η διαθλώμενη ακτίνα γίνεται παράλληλη προς τη διαχωριστική επιφάνεια. Αυτή η γωνία ονομάζεται οριακή γωνία διάθλασης Για ακόμα μεγαλύτερη γωνία το φως δεν εξέρχεται. Η προσπίπτουσα δέσμη υφίσταται μόνον ανάκλαση. To φαινόμενο αυτό ονομάζεται ολική ανάκλαση

20 Eφαρμογές της διάθλασης οριακή γωνία διάθλασης
Α) Φαινομενική ανύψωση Β) Παγίδευση του φωτός Για ορισμένη τιμή της γωνίας πρόσπτωσης η διαθλώμενη ακτίνα γίνεται παράλληλη προς τη διαχωριστική επιφάνεια. Αυτή η γωνία ονομάζεται οριακή γωνία διάθλασης Για ακόμα μεγαλύτερη γωνία το φως δεν εξέρχεται. Η προσπίπτουσα δέσμη υφίσταται μόνον ανάκλαση. To φαινόμενο αυτό ονομάζεται ολική ανάκλαση

21 Eφαρμογές της διάθλασης
Α) Φαινομενική ανύψωση Β) Παγίδευση του φωτός Γ) Αντικατοπτρισμός μπλε ουρανός θερμός αέρας Ο αντικατοπτρισμός παρατηρείται όταν το έδαφος είναι πολύ θερμό. Ακριβώς πάνω από αυτό ο αέρας έχει μεγάλη θερμοκρασία, ενώ ψηλότερα μικρότερη. Όσο μεγαλύτερη είναι η θερμοκρασία του αέρα τόσο μεγαλύτερη είναι η ταχύτητα διάδοσης του φωτός. Κοντά στο έδαφος υφίσταται ολική ανάκλαση.

22 Eφαρμογές της διάθλασης
Α) Φαινομενική ανύψωση Β) Παγίδευση του φωτός Γ) Αντικατοπτρισμός μπλε ουρανός θερμός αέρας Ο αντικατοπτρισμός παρατηρείται όταν το έδαφος είναι πολύ θερμό. Ακριβώς πάνω από αυτό ο αέρας έχει μεγάλη θερμοκρασία, ενώ ψηλότερα μικρότερη. Όσο μεγαλύτερη είναι η θερμοκρασία του αέρα τόσο μεγαλύτερη είναι η ταχύτητα διάδοσης του φωτός. Κοντά στο έδαφος υφίσταται ολική ανάκλαση.

23 Eφαρμογές της διάθλασης
Α) Φαινομενική ανύψωση Β) Παγίδευση του φωτός Γ) Αντικατοπτρισμός μπλε ουρανός θερμός αέρας μπλε «λίμνη» Ο αντικατοπτρισμός παρατηρείται όταν το έδαφος είναι πολύ θερμό. Ακριβώς πάνω από αυτό ο αέρας έχει μεγάλη θερμοκρασία, ενώ ψηλότερα μικρότερη. Όσο μεγαλύτερη είναι η θερμοκρασία του αέρα τόσο μεγαλύτερη είναι η ταχύτητα διάδοσης του φωτός. Κοντά στο έδαφος υφίσταται ολική ανάκλαση.

24 Eφαρμογές της διάθλασης
Α) Φαινομενική ανύψωση Β) Παγίδευση του φωτός Γ) Αντικατοπτρισμός Δ) Διάθλαση σε πρίσματα Μία ακτίνα που περνά από πρίσμα, πλησιάζει προς τη βάση του τριγώνου και απομακρύνεται από την κορυφή του

25 Eφαρμογές της διάθλασης
Α) Φαινομενική ανύψωση Β) Παγίδευση του φωτός Γ) Αντικατοπτρισμός Δ) Διάθλαση σε πρίσματα Η οριακή γωνία του γυαλίου είναι πc=41°. γυαλί

26 Eφαρμογές της διάθλασης
Α) Φαινομενική ανύψωση Β) Παγίδευση του φωτός Γ) Αντικατοπτρισμός Δ) Διάθλαση σε πρίσματα Η οριακή γωνία του γυαλίου είναι πc=41°. γυαλί πc=41°

27 Eφαρμογές της διάθλασης
Α) Φαινομενική ανύψωση Β) Παγίδευση του φωτός Γ) Αντικατοπτρισμός Δ) Διάθλαση σε πρίσματα Η οριακή γωνία του γυαλίου είναι πc=41°. γυαλί π=45° Αφού η οριακή γωνία για το γυαλί είναι μικρότερη από 45° μπορούμε να χρησιμοποιήσουμε ένα ισοσκελές ορθογώνιο πρίσμα για να α) εκτρέψουμε μια δέσμη φωτός κατά 90°, β) αντιστρέψουμε την πορεία του φωτός και γ) για την παράλληλη μετατόπιση μιας φωτεινής δέσμης

28 Eφαρμογές της διάθλασης
Α) Φαινομενική ανύψωση Β) Παγίδευση του φωτός Γ) Αντικατοπτρισμός Δ) Διάθλαση σε πρίσματα Η οριακή γωνία του γυαλίου είναι πc=41°. Αφού η οριακή γωνία για το γυαλί είναι μικρότερη από 45° μπορούμε να χρησιμοποιήσουμε ένα ισοσκελές ορθογώνιο πρίσμα για να α) εκτρέψουμε μια δέσμη φωτός κατά 90°, β) αντιστρέψουμε την πορεία του φωτός και γ) για την παράλληλη μετατόπιση μιας φωτεινής δέσμης

29 Eφαρμογές της διάθλασης
Α) Φαινομενική ανύψωση Β) Παγίδευση του φωτός Γ) Αντικατοπτρισμός Δ) Διάθλαση σε πρίσματα Η οριακή γωνία του γυαλίου είναι πc=41°. Αφού η οριακή γωνία για το γυαλί είναι μικρότερη από 45° μπορούμε να χρησιμοποιήσουμε ένα ισοσκελές ορθογώνιο πρίσμα για να α) εκτρέψουμε μια δέσμη φωτός κατά 90°, β) αντιστρέψουμε την πορεία του φωτός και γ) για την παράλληλη μετατόπιση μιας φωτεινής δέσμης

30 Eφαρμογές της διάθλασης
Α) Φαινομενική ανύψωση Β) Παγίδευση του φωτός Γ) Αντικατοπτρισμός Δ) Διάθλαση σε πρίσματα Η οριακή γωνία του γυαλίου είναι πc=41°. Αφού η οριακή γωνία για το γυαλί είναι μικρότερη από 45° μπορούμε να χρησιμοποιήσουμε ένα ισοσκελές ορθογώνιο πρίσμα για να α) εκτρέψουμε μια δέσμη φωτός κατά 90°, β) αντιστρέψουμε την πορεία του φωτός και γ) για την παράλληλη μετατόπιση μιας φωτεινής δέσμης

31 Eφαρμογές της διάθλασης
Α) Φαινομενική ανύψωση Β) Παγίδευση του φωτός Γ) Αντικατοπτρισμός Δ) Διάθλαση σε πρίσματα Η οριακή γωνία του γυαλίου είναι πc=41°. Αφού η οριακή γωνία για το γυαλί είναι μικρότερη από 45° μπορούμε να χρησιμοποιήσουμε ένα ισοσκελές ορθογώνιο πρίσμα για να α) εκτρέψουμε μια δέσμη φωτός κατά 90°, β) αντιστρέψουμε την πορεία του φωτός και γ) για την παράλληλη μετατόπιση μιας φωτεινής δέσμης

32 Eφαρμογές της διάθλασης
Ανακεφαλαίωση Διάθλαση: Αν το φώς πέσει σε διαφανές υλικό (γυαλί, νερό, υλικό με διαφορετική οπτική πυκνότητα) ένα τμήμα της ακτίνας θα περάσει μέσα στο υλικό ακολουθόντας διαφορετική διεύθυνση διάδοσης ‘Οταν το φως διαδίδεται από ένα σημείο σε ένα άλλο ακολουθεί την πορεία για την οποία απαιτείται ο ελάχιστος χρόνος Νόμος του Σνελ Το πηλίκο του ημιτόνου της γωνίας πρόσπτωσης προς το ημίτονο της γωνίας διάθλασης είναι σταθερό και ίσο με το λόγο των ταχυτήτων του φωτός στα δύο μέσα. Αν το ένα από τα δύο υλικά είναι το κενό (με ταχύτητα του φωτός c) τότε το πηλίκο αυτό είναι ίσο με το δείκτη διάθλασης n του δεύτερου υλικού Eφαρμογές της διάθλασης Α) Φαινομενική ανύψωση Β) Παγίδευση του φωτός Γ) Αντικατοπτρισμός Δ) Διάθλαση σε πρίσματα

33 Ερωτήσεις Επανάληψης:

34 Ερωτήσεις Επανάληψης:
Ερωτήσεις : 2, 3, 4, 10, Άσκηση: 1