Seilias

Physics and Photography

Σχόλια - Παρατηρήσεις

Για σχόλια,  παρατηρήσεις,  διορθώσεις, αβλεψίες κλπ μη διστάσετε να επικοινωνήστε μαζί μου. Όσες προσομοιώσεις φέρουν το όνομά μου είναι ελεύθερες προς χρήση από όλους, αρκεί να μην αλλαχθούν τα σύμβολα πνευματικής ιδιοκτησίας. Τα αρχεία μπορείτε να τα βρείτε στο menu Download.
 

Αν θέλετε να χρησιμοποιήσετε τις γραφικές παραστάσεις από τις προσομοιώσεις σε δικές σας εργασίες, να αποθηκεύσετε κάποια προσομοίωση ή να εκτυπώσετε ένα άρθρο κάντε κλικ εδώ για να δείτε την διαδικασία.

Για ενσωμάτωση αρχείων προσομοιώσεων στο Word-Excel-PowerPoint πατήστε εδώ


Σας Ευχαριστώ.

Σύνδεση






Ξεχάσατε τον κωδικό σας;

Με δυο λόγια

Δύο πράγματα είναι άπειρα. Το σύμπαν και η ανθρώπινη βλακεία, και ως προς το πρώτο έχω κάποιες αμφιβολίες.

A. Einstein

 
Αρχική arrow Φυσική arrow Οπτική arrow Σενάριο στην Ακάκλαση - Διάθλαση - HTML5
Δεκ
14
2017
Σενάριο στην Ακάκλαση - Διάθλαση - HTML5 Εκτύπωση E-mail
(1 ψήφος)

Ανάκλαση - Διάθλαση - Δείκτης Διάθλασης

Συζητήστε με την ομάδα σας τις σημαίνουν για σας οι λέξεις "ανάκλαση του φωτός" καθώς και "διάθλαση του φωτός". Σκεφτείτε μερικά παραδείγματα από την καθημερινή σας ζωή όπου συναντάτε αυτές τις έννοιες.

Ενεργοποιήστε το LASER πατώντας τον διακόπτη ON/OFF και παρατηρήστε την πορεία της φωτεινής ακτίνας.

Μόλις η ακτίνα συναντήσει την διαχωριστική επιφάνεια δύο μέσων πχ αέρας - γυαλί χωρίζεται σε δύο. Η μια ακτίνα ανακλάται και διαδίδεται στο ίδιο μέσο ενώ η άλλη αλλάζει κατεύθυνση ή "θλάται" και διαδίδεται στο δεύτερο μέσο. Η ακτίνα που διαδίδεται στο ίδιο μέσο και ονομάζεται ενώ η ακτίνα που διαδίδεται στο άλλο μέσο και ονομάζεται .

Πατήστε στο κουμπί "Μοιρογνωμόνιο" και μετρήστε τη γωνία πρόσπτωσης και τη γωνία ανάκλασης. Σημειώστε τις μετρήσεις σας. Γωνία πρόσπτωσης θπ= ο, γωνία ανάκλασης θα= o

Αλλάξτε τη γωνία πρόσπτωσης (σύροντας την ακτίνα πρόπτωσης ή εναλλακτικά την πίσω πλευρά του LASER) και παρατηρήστε πως μεταβάλλεται η γωνία ανάκλασης. Το γενικότερο συμπέρασμα που καταλήγετε είναι πως η γωνία πρόσπτωσης είναι τη γωνία ανάκλασης.

Πατώντας το πλήκτρο play play δημιουργούνται σωματίδια, τα οποία αναπαριστούν τα φωτόνια, που δημιουργούνται από την πηγή. Κάποια από αυτά ανακλώνται και κάποια άλλα διαθλώνται. Η ταχύτητα με την οποία κινούνται αντιστοιχεί στην ταχύτητα του φωτός στο αντίστοιχο μέσο. Σε ποιο μέσο το φως κινείται γρηγορότερα;

Το φως κινείται με μεγαλύτερη ταχύτητα .

Κάτι αντίστοιχο με το φως συμβαίνει και με εμάς όταν κολυμπάμε ή όταν τρέχουμε. Τρέχουμε περίπου πέντε φορές γρηγορότερα από ότι κολυμπάμε. Για να ερμηνεύσουμε τον τρόπο με τον οποίο κινείται το φως από ένα μέσο σε κάποιο άλλο θα χρησιμοποιήσουμε μια αντιστοιχία. Ας υποθέσουμε πως είστε ναυαγοσώστης και κάποιος κολυμβητής κινδυνεύει να πνιγεί. Σκοπός σας είναι να φτάσετε στον κολυμβητή στο συντομότερο δυνατό χρονικό διάστημα και να τον σώσετε. Η πρώτη σκέψη όλων μας είναι να κινηθούμε όπως φαίνεται στην πράσινη διαδρομή γιατί φυσικά είναι η συντομότερη (σε απόσταση) διαδρομή μεταξύ του ναυαγοσώστη και του κολυμβητή. Είναι όμως αυτή η διαδρομή και η συντομότερη χρονικά; Σε μορφή παιχνιδιού έχετε στην διάθεσή σας τον μικρότερο δυνατό χρόνο που μπορεί να επιτευχθεί με τις συγκεκριμένες συνθήκες ώστε κάποιος να φτάσει στον κολυμβητή. Εσείς καλείστε να δείξετε την διαδρομή που θα ακολουθούσατε σύροντας το "Ενδιάμεσο Σημείο" φτιάχνοντας έτσι μια διαδρομή "Ναυαγοσώστης - Ενδιάμεσο σημείο - Κολυμβητής". Δοκιμάστε αν πετυχαίνετε τον σκοπό σας πατώντας το πλήκτρο play play.

Το φαινόμενο της αλλαγής της διεύθυνσης διάδοσης του φωτός όταν διαδίδεται σε διαφορετικό μέσο ονομάζεται διάθλαση και οφείλεται στην διαφορετική ταχύτητα του φωτός στα αντίστοιχα υλικά. Το φως ακολουθεί την συντομότερη χρονικά διαδρομή μεταξύ δυο σημείων. Την αρχή αυτή την πρωτοδιατύπωσε ο Fermat και είναι γνωστή ως "Αρχή του ελαχίστου χρόνου."

Μπορούμε να δούμε πως από όλες τις διαδρομές η συντομότερη χρονικά για διαδρομή στο ίδιο μέσο είναι η διαδρομή στην οποία η γωνία πρόσπτωσης είναι ίση με τη γωνία ανάκλασης.

Στην περίπτωση της διάθλασης η συντομότερη χρονικά διαδρομή δεν είναι η ευθεία που ενώνει τα δύο σημεία αλλά μια διαδρομή για την οποία το φως διανύει μεγαλύτερη απόσταση στο μέσο με την μεγαλύτερη ταχύτητα και μικρότερη απόσταση στο μέσο με την μικρότερη ταχύτητα. Πατήστε το play play για να δείτε τον χρόνο που χρειάζεται η κάθε ακτίνα να φτάσει στον προορισμό της.

Λόγω της διάθλασης τα αντικείμενα μέσα στο νερό μας φαίνονται σε διαφορετικές θέσεις από ότι είναι στην πραγματικότητα. Έτσι ένα ψαράκι μέσα στο νερό φαίνεται να είναι πιο κοντά στην επιφάνεια του νερού. Δοκιμάστε να σύρετε τον παρατηρητή και ψαράκι σε διάφορες θέσεις για να δείτε που σχηματίζεται το είδωλο κάθε φορά.

Στην παραπάνω φωτογραφία το μολύβι φαίνεται να σπάει όταν μπαίνει στο νερό. Μπορείτε να δώσετε μια εξήγηση


Ας επανέλθουμε στην αρχική προσομοίωση.

Μετρήστε τη γωνία διάθλασης και τη γωνία πρόσπτωσης και συγκρίνετε τις δύο γωνίες. Σε ποιο συμπέρασμα καταλήγετε;

Όταν το φως διαδίδεται από το αέρα στο γυαλί τότε η γωνία διάθλασης είναι τη γωνία πρόσπτωσης και η διαθλώμενη ακτίνα την κάθετο.

 

Σύρετε το LASER στο δεύτερο μέσο και περιστρέψτε το ώστε να υπάρχει διαθλώμενη ακτίνα. Τοποθετήστε με τέτοιο τρόπο το LASER ώστε η γωνία πρόσπτωσης να είναι 40°. Πόση είναι τώρα η γωνία διάθλασης; θδ= o. Όταν το φως πηγαίνει από κάποιο μέσο στον αέρα τότε η διαθλώμενη ακτίνα την κάθετο.

Στην οθόνη σας κάτω δεξιά υπάρχει ένας δρομέας τον οποίο αν τον μετακινήσετε αλλάζει ο δείκτης διάθλασης του υλικού. Ο δείκτης διάθλασης είναι ένας αριθμός που χαρακτηρίζει το υλικό στο οποίο διαδίδεται το φως. Αλλάξτε τον δείκτη διάθλασης και πατήστε το πλήκτρο play play και παρατηρήστε την ταχύτητα διάδοσης των σωματιδίων στο μέσο αυτό. Όσο αυξάνεται ο δείκτης διάθλασης η ταχύτητα του φωτός γίνεται

Είδαμε πως το φως διαδίδεται με μεγαλύτερη ταχύτητα στον αέρα και με μικρότερη σε οποιοδήποτε άλλο μέσο. Ο λόγος της ταχύτητας του φωτός στο κενό προς την ταχύτητα σε κάποιο μέσο ονομάζεται δείκτης διάθλασης του μέσου και συμβολίζεται με n.

Προκειμένου να μετρήσουμε τον δείκτη διάθλασης ενός υλικού θα πρέπει να γνωρίζουμε την ταχύτητα του φωτός στο αντίστοιχο μέσο. Περιστρέψτε το LASER ώστε να γίνει οριζόντιο. Πατήστε στην επιλογή "Μέτρηση" με αυτόν τον τρόπο εμφανίζεται η απόσταση της πηγής από ένα σημείο στόχο. Μπορείτε να σύρετε το σημείο αυτό και να διαβάσετε την απόσταση του από την πηγή. Πατήστε play play ώστε να εκπεμφθεί ένα φωτόνιο και όταν το φωτόνιο φτάσει στο σημείο στόχο πατήστε pause για να σταματήσει το χρονόμετρο. Ο χρόνος αναφέρεται σε ns (1ns=10-9s). Διαιρέστε τα δύο μεγέθη για να βρείτε την ταχύτητα του φωτός στο νερό και από εκεί τον δείκτη διάθλασης του. Δίνεται c0=3⋅108 m/s.

d= m, t= ns, c= x 108m/s

n=

Ένα υλικό ονομάζεται οπτικά πυκνότερο από κάποιο άλλο αν έχει μεγαλύτερο δείκτη διάθλασης. Δοκιμάστε διαφορετικούς συνδυασμούς δεικτών διάθλασης για τα δύο υλικά. Όταν το φως διαδίδεται από οπτικά αραιότερο σε ένα οπτικά πυκνότερο μέσο τότε η ακτίνα την κάθετο.

Ψευδώνυμο:   Διεύθυνση αποστολής :  

Σχόλια
Προσθήκη νέου Αναζήτηση
+/-
Γράψτε σχόλιο
Όνομα:
Email:
 
Τίτλος:
 

3.26 Copyright (C) 2008 Compojoom.com / Copyright (C) 2007 Alain Georgette / Copyright (C) 2006 Frantisek Hliva. All rights reserved."

 
< Προηγ.   Επόμ. >

Φυσική

Μηχανική

Ταλαντώσεις και Κύματα

Ηλεκτρομαγνητισμός

Οπτική

 
Joomla Templates by Joomlashack