Στην ενότητα αυτή θα μάθεις:
Η Διάθλαση του Φωτός
Λεξιλόγιο: διάθλαση, συγκλίνων φακός, αποκλίνων φακός, μεγέθυνση
Τι θα ερευνήσω:
- Μπορεί μια σταγόνα ή ένα ποτήρι νερού να συμπεριφερθεί ως μεγεθυντικός φακός;
- Τι σημαίνει ότι οι ακτίνες του φωτός είναι παράλληλες;
ΥΛΙΚΑ ΠΟΥ ΘΑ ΧΡΕΙΑΣΤΕΙ ΚΑΘΕ ΟΜΑΔΑ:
- χάρτινο κουτί από γάλα
- μεγεθυντικός φακός
- κυλινδρικό γυάλινο ποτήρι
- διατρητικό
- χαρτόνι με σχισμές
- μπαταρία
- λαμπάκι σε λυχνιολαβή
- γυάλινο κυλινδρικό δοχεία με πώμα
- διαφανές μπουκάλι απορρυπαντικού πιάτων
Πράγματα που πρέπει να θυμόμαστε για το φως
Το φως μπορούμε να το αντιμετωπίζουμε ως ηλεκτρομαγνητικό κύμα που μεταφέρει φωτεινή ενέργεια ή ως πολύ μικρά σωματίδια ενέργειας χωρίς μάζα, τα οποία ονομάζονται φωτόνια.
Όπως και να το αντιμετωπίζουμε, όμως, το φως διαδίδεται ευθύγραμμα όσο δεν συναντά στο δρόμο του κάποιο σώμα, με τεράστια ταχύτητα, η οποία ονομάζεται ταχύτητα του φωτός, και στο κενό ή τον αέρα είναι ίση με 300.000 χλμ/δ.
Όταν το φως συναντά μια λεία και ανοιχτόχρωμη επιφάνεια ανακλάται, δηλαδή αλλάζει διεύθυνση κατά ίση γωνία με αυτή με την οποία έπεσε στην επιφάνεια, ενώ όταν συναντά μία τραχιά επιφάνεια διαχέεται, δηλαδή αλλάζει διεύθυνση με τυχαίο τρόπο.
Όταν το φως συναντά μια σκουρόχρωμη επιφάνεια, μεγάλο μέρος του απορροφάται και η επιφάνεια θερμαίνεται.
Τι γίνεται όμως όταν το φως προσπέσει στη διαχωριστική επιφάνεια δύο διάφανων μέσων;
Η διάθλαση του φωτός
Όταν το φως συναντήσει ένα διαφανές σώμα, τότε ένα μέρος του ανακλάται πάνω στη διαχωριστική επιφάνεια των δύο μέσων και το υπόλοιπο περνά από το διαφανές υλικό, αλλάζοντας πορεία.
Το φαινόμενο της αλλαγής της πορείας του φωτός, όταν περάσει από ένα υλικό μέσο σε ένα άλλο, ονομάζεται διάθλαση του φωτός.
- Το φως κινείται με διαφορετικές ταχύτητες στα διαφορετικά διαφανή υλικό μέσα. Αποτέλεσμα της διαφορετικής ταχύτητας κίνησης του φωτός είναι το φαινόμενο της διάθλασης.
- Εξαιτίας του φαινομένου της διάθλασης του φωτός στο νερό, βλέπουμε ένα μολύβι ή ένα καλαμάκι σαν να είναι σπασμένο, όταν είναι μισοβυθισμένο στο νερό, ενώ δεν εκτιμούμε σωστά το βάθος μιας πισίνας, γιατί νομίζουμε ότι ο πυθμένας της είναι πιο ψηλά, δηλαδή ότι είναι πιο ρηχή.
Τα είδη των φακών
Οι φακοί, ανάλογα με το σχήμα τους και τον τρόπο με τον οποίο εκτρέπουν τις φωτεινές ακτίνες μιας δέσμης από την πορεία τους, δια-κρίνονται σε συγκλίνοντες και αποκλίνοντες.
- Οι συγκλίνοντες φακοί είναι παχύτεροι στο μέσο και λεπτότεροι στο άκρο και οι φωτεινές ακτίνες της δέσμης που περνούν μέσα από αυτούς πλησιάζουν και συγκεντρώνονται σε ένα σημείο, δηλαδή συγκλίνουν.
- Οι αποκλίνοντες φακοί είναι λεπτότεροι στο μέσο και παχύτεροι στο άκρο και οι φωτεινές ακτίνες της δέσμης που περνούν μέσα από αυτούς απομακρύνονται η μία από την άλλη, δηλαδή αποκλίνουν.
Φως και χρώματα
Λεξιλόγιο: ανάλυση του φωτός, σύνθεση του φωτός
Τι θα ερευνήσω:
- Πώς μπορεί το λευκό φως να αναλυθεί σε διάφορα χρώματα;
- Τι θα προκύψει αν συνθέσω δύο ή περισσότερα χρώματα;
ΥΛΙΚΑ ΠΟΥ ΘΑ ΧΡΕΙΑΣΤΕΙ ΚΑΘΕ ΟΜΑΔΑ:
- μαύρο χαρτόνι
- ταινία
- νερό
- ξυλομπογιές
- κόλλα
- ψαλίδι
- κυλινδρικό γυάλινο ποτήρι
- λευκό χαρτί
- χαρτόνι
- χοντρή κλωστή
Για το δάσκαλο:
- μικρή λεκάνη
- μικρός καθρέπτης
- φακός
- νερό
- 3 μικροί φακοί
- μπλε, κόκκινη και πράσινη διαφάνεια
Το λευκό φως αποτελείται από πολλά χρώματα, τα οποία όταν τα βλέπουμε ανακατεμένα μάς δίνουν την αίσθηση του λευκού. Το λευκό φως αναλύεται, δηλαδή ξεχωρίζει στα χρώματα από τα οποία αποτελείται, όταν περάσει υπό κατάλληλη γωνία μέσα από ένα διάφανο υλικό που έχει κατάλληλο σχήμα. Το φαινόμενο αυτό ονομάζεται ανάλυση του λευκού «ρωτάς.
Τα υλικά σώματα που χρησιμοποιούνται για την ανάλυση του λευκού φωτός είναι διαφανείς γυάλινες πυραμίδες που ονομάζονται πρίσματα. Η ανάλυση του λευκού φωτός μπορεί όμως να επιτευχθεί και σε ορισμένους πολύτιμους λίθους, όπως τα διαμάντια, σε κρύσταλλα, ακόμη και στις σταγόνες του νερού.
Πώς μπορείτε να ξεγελάσετε τους άλλους (και το ίδιο το μυαλό σας) ότι η παρακάτω εικόνα είναι έγχρωμη:
Η παρακάτω εικόνα είναι ασπρόμαυρη, σωστά; Δεν υπάρχει αμφιβολία για αυτό. Ξέρατε όμως ότι μπορείτε να ξεγελάσετε τον εγκέφαλό σας και να πιστέψει ότι αυτή η εικόνα έχει ζωντανά χρώματα; Πώς γίνεται αυτό;
Πάτησε το δεξί βελάκι (εναλλακτικά πάτησε το δεξί πλήκτρο ή σύρε την εικόνα στα δεξιά σε κινητό). Κόλλησε το βλέμμα σου στην μπλε κουκκίδα στο κέντρο της χρωματιστής εικόνας για κάποια δευτερόλεπτα και μετά επίστρεψε στην προηγούμενη ασπρόμαυρη εικόνα.
Τι παρατηρείς;
Τώρα η εικόνα θα πρέπει να μοιάζει όπως η παρακάτω:
Αλλά πώς είναι δυνατόν να ξεγελάσεις τον εγκέφαλό σου με τέτοιο τρόπο; Λοιπόν, είναι απλώς ένας απλός μηχανισμός που ονομάζεται «Θεωρία Διαδικασιών Αντιπάλου», ο οποίος αναπτύχθηκε τη δεκαετία του 1870. Είναι η ιδέα της αντίληψης του χρώματος από την σύνθεση αντιθέτων χρωμάτων όπως το κόκκινο με το πράσινο και το κίτρινο με το μπλε. Η πιθανή επιστημονική εξήγηση αυτής της θεωρίας είναι ότι τα διπολικά κύτταρα διεγείρονται από ένα σύνολο μηκών κύματος και αναστέλλονται από άλλα, τα οποία είναι σε έκταση συνδεδεμένα με τους κωνικούς υποδοχείς του αμφιβληστροειδούς. Αρκετά καταπληκτικό σωστά; Μπορείς να παρακολουθήσεις αυτό το πείραμα στη σελίδα του BBC πατώντας εδώ.
