Φύση και διάδοση του φωτός

Σχεδιάγραμμα

Δική μας σύνοψη της ενότητας, για επανάληψη. Πηγή είναι πάντα το βιβλίο.

Τι έγινε

1. Παλιές απόψεις: σωματίδια φεύγουν από τα αντικείμενα (Δημόκριτος, Αριστοτέλης) ή φωτιά βγαίνει από τα μάτια (Εμπεδοκλής, Πλάτων, Ευκλείδης). Ο Αλχάζεν στήριξε την πρώτη.
2. Βλέπουμε ένα σώμα όταν φως του φτάνει στο μάτι. Τα αυτόφωτα εκπέμπουν δικό τους φως, τα ετερόφωτα, όπως η Σελήνη, στέλνουν πίσω φως που πέφτει πάνω τους.
3. Το φως μεταφέρει ενέργεια με φωτόνια· το κόκκινο έχει φωτόνια μικρότερης ενέργειας από το πράσινο. Η φωτεινή ενέργεια γίνεται θερμική, κινητική (ακτινόμετρο), χημική (φωτοσύνθεση) ή ηλεκτρική (φωτοβολταϊκά).
4. Φωτεινές πηγές: φυσικές και τεχνητές, θερμές (Ήλιος, πυρακτωμένο σύρμα) και ψυχρές (λάμπα φθορισμού). Το λέιζερ δίνει λεπτή, ισχυρή δέσμη φωτονίων ίδιας ενέργειας.
5. Σε ομογενές μέσο το φως διαδίδεται ευθύγραμμα και το σχεδιάζουμε με ακτίνες (γεωμετρική οπτική). Διαδίδεται και στο κενό. Τα σώματα είναι διαφανή, ημιδιαφανή ή αδιαφανή.
6. Η σκιά οφείλεται στην ευθύγραμμη διάδοση: κυρίως σκιά όπου δεν φτάνει καμία ακτίνα, παρασκιά όπου φτάνουν λίγες. Έτσι εξηγούνται οι εκλείψεις Ηλίου και Σελήνης και οι φάσεις της Σελήνης (κύκλος περίπου 29,5 ημερών).
7. Το φως τρέχει περίπου 300.000 km/s στο κενό και στον αέρα, πιο αργά στο γυαλί (περίπου 200.000 km/s). Το έτος φωτός μετρά τον δρόμο του φωτός σε έναν χρόνο.
8. Αρχή του Φερμά: το φως ακολουθεί τη διαδρομή του ελάχιστου χρόνου, άρα σε ομογενές μέσο την ευθεία.

Πρόσωπα

Δημόκριτος

τα αντικείμενα στέλνουν σωματίδια στο μάτι

Αριστοτέλης

ίδια άποψη με τον Δημόκριτο για την όραση

Εμπεδοκλής

φωτιά βγαίνει από τα μάτια και βλέπουμε

Ευκλείδης

δέχθηκε ότι φως ξεκινά από τα μάτια

Αλχάζεν

το φως έρχεται από το αντικείμενο στο μάτι

Πιέρ ντε Φερμά

αρχή του ελάχιστου χρόνου (1650)

Όροι

αυτόφωτο σώμα

εκπέμπει δικό του φως, όπως ο Ήλιος

ετερόφωτο σώμα

φωτίζεται από άλλη πηγή, όπως η Σελήνη

φωτόνιο

μεταφέρει μια ορισμένη ποσότητα ενέργειας

φωτεινή ενέργεια

η ενέργεια που μεταφέρει το φως

φωτοσύνθεση

το φως γίνεται χημική ενέργεια στα φυτά

ακτινόμετρο

τα πτερύγιά του γυρίζουν με το φως

ψυχρή φωτεινή πηγή

φωτίζει χωρίς υψηλή θερμοκρασία

βιοφωτισμός

οργανισμοί που εκπέμπουν φως

λέιζερ

ισχυρή λεπτή δέσμη, φωτόνια ίσης ενέργειας

ακτίνα φωτός

ευθεία που παριστάνει λεπτή δέσμη

γεωμετρική οπτική

μελέτη του φωτός με ακτίνες

ομογενές μέσο

ίδιες ιδιότητες σε όλα τα σημεία

διαφανές σώμα

το φως περνά και βλέπουμε καθαρά

ημιδιαφανές σώμα

περνά λίγο φως, βλέπουμε θολά

αδιαφανές σώμα

δεν αφήνει το φως να περάσει

παρασκιά

μερικά φωτισμένη περιοχή γύρω από τη σκιά

έκλειψη Σελήνης

η Σελήνη μπαίνει στη σκιά της Γης

ταχύτητα φωτός στο κενό

περίπου 300.000 km/s

έτος φωτός

ο δρόμος του φωτός σε έναν χρόνο

αρχή του Φερμά

το φως παίρνει τον δρόμο ελάχιστου χρόνου