Φως και διάθλαση

Φως ονομάζουμε την ηλεκτρομαγνητική ακτινοβολία που διαδίδεται ως κύμα ή ως διάδοση σωματιδίων, τα οποία ονομάζουμε φωτόνια. Το φως λοιπόν έχει διττή φύση είναι και ηλεκτρομαγνητικό κύμα και σωματίδια (φωτόνια). Το φως γίνεται αντιληπτό από το μάτι μας (ανιχνεύεται) και έτσι έχουμε την αιτία της όρασης.

Γνωρίζουμε ότι όταν το φως συναντήσει μια λεία επιφάνεια ανακλάται, ενώ όταν συναντά μια τραχιά επιφάνεια διαχέεται. Επιπλέον όταν συναντά μια σκουρόχρωμη επιφάνεια, μεγάλο μέρος του φωτός θα απορροφηθεί. Όταν όμως το φως πέσει στην επιφάνεια ενός γυαλιού, υγρού ή ενός άλλου διάφανου υλικού τότε διαθλάται. Έχουμε το φαινόμενο της διάθλασης. Διάθλαση είναι η αλλαγή της πορείας του φωτός μέσα στο νέο υλικό το οποίο διαδίδεται.  Η διάθλαση οφείλεται στο ότι όταν το φως περνάει από ένα διαφανές σώμα σε ένα άλλο, τότε αλλάζει και η ταχύτητα διάδοσής του. Η αλλαγή της ταχύτητας διάδοσής του, προκαλεί και την αλλαγή στη πορεία του φωτός.

Στη συνέχεια θα δούμε lκάποια βίντεο που εξηγούν γιατί ακριβώς συμβαίνει αυτό το φαινόμενο. Το πρώτο βίντεο δείχνει πειραματικά τι συμβαίνει με μια ακτίνα laser όταν σε ένα άδειο δοχείο προσθέσω νερό.

Στο επόμενο πείραμα, βλέπουμε το κλασικό παράδειγμα με το καλαμάκι και το ποτήρι, όπου μας εξηγείται τι ακριβώς συμβαίνει και βλέπουμε στραβά το καλαμάκι.

Πολύ ωραία και η εξήγηση στο παρακάτω βίντεο με τη χρήση υποτίτλων στα ελληνικά

Δείτε και στο επόμενο βίντεο “απάτες” με τη διάθλαση του φωτός.

Σε ότι αφορά τώρα τους διάφορους ‘φακούς’ που υπάρχουν. Οι οπτικοί φακοί έχουν ταξινομηθεί ανάλογα με την καμπυλότητα των δύο οπτικών επιφανειών. Ο φακός διακρίνεται σε δύο κατηγορίες. Στους συγκλίνοντες και στους αποκλίνοντες. Οι συγκλίνοντες φακοί είναι λεπτότεροι στα άκρα και παχύτεροι στη μέση και μετατρέπουν μια δέσμη παράλληλων ακτίνων σε συγκλίνουσα. Αντίθετα οι αποκλίνοντες φακοί είναι παχύτεροι στα άκρα και λεπτότεροι στο μέσο και μετατρέπουν μία παράλληλη δέσμη σε αποκλίνουσα.

Οι φακοί έχουν πολλές χρήσεις στη καθημερινή μας ζωή, κάποιες από τις οποίες, θα συζητήσουμε στη συνέχεια.

Τέλος εδώ μια ενδιαφέρουσα πληροφορία και ένα βιντεάκι για την ανάλυση του ανθρώπινου ματιού.

Φοβερό βίντεο στη συνέχεια με τη πτήση ενός αετού και την οπτική που αυτός έχει από ψηλά.

Εξαιρετική και η δραστηριότητα από τα λογισμικά προσομοίωσης του Phet Colorado όπου μπορούμε να “παίξουμε” με τη διάθλαση.