φαλ

1. Ανάκλαση και διάθλαση
του φωτός

2. Diego Velasquez: Η τουαλέτα της Αφροδίτης
Ανάκλαση του φωτός

3. Όταν μία φωτεινή δέσμη, που
διαδίδεται σε ένα μέσο
διάδοσης, συναντήσει τη
διαχωριστική επιφάνεια, που
χωρίζει αυτό το μέσο από ένα
άλλο, τότε
 ένα μέρος της ανακλάται προς
το αρχικό μέσο διάδοσης, ενώ
 ένα άλλο μέρος διαθλάται.

4.  Υπάρχει όμως και το ενδεχόμενο να μην
υπάρχει καθόλου διάθλαση, αλλά μόνο
ανάκλαση!
 Το φαινόμενο αυτό ονομάζεται
ολική ανάκλαση.

5. Τι λέμε:
 γωνία πρόσπτωσης θπ
 γωνία ανάκλασης θα
 γωνία διάθλασης θδ
 H πορεία μιας ακτίνας
είναι αντιστρεπτή.

6. 1ος νόμος
 Η προσπίπτουσα
ακτίνα, η ανακλώμενη
και η κάθετη βρίσκονται
στο ίδιο επίπεδο.
2ος νόμος
 Η γωνία πρόσπτωσης
είναι ίση με τη γωνία
ανάκλασης, δηλ.
 
 

Νόμοι ανάκλασης

7. Διάθλαση του φωτός
Γιατί το μολύβι στο νερό
φαίνεται σπασμένο;
 Οι ακτίνες από μία φωτεινή
πηγή που βρίσκεται στο
νερό, όταν βγαίνουν στον
αέρα, εκτρέπονται από την
πορεία τους.
 Αυτό μας κάνει να
βλέπουμε τη φωτεινή πηγή
πιο ψηλά από ό,τι
πραγματικά βρίσκεται.

8. Από τον αέρα στο νερό

9. Από το νερό στον αέρα

10. Αιτία της διάθλασης:
 Η αλλαγή της ταχύτητας
του φωτός σε διαφορετικά
μέσα.
 Μηχανικό μοντέλο
διάθλασης:
Αμαξάκι από άσφαλτο
σε γρασίδι
ή στρατιώτες σε παράταξη.

11.  Τι συμβαίνει όταν η
φωτεινή ακτίνα πέφτει
κάθετα στη
διαχωριστική
επιφάνεια;
 Τι προβλέπει στην
περίπτωση αυτή
το μηχανικό μοντέλο;
 Τι γίνεται στην
πραγματικότητα;
 Δεν συμβαίνει
διάθλαση!

12.  Δείκτης διάθλασης n ενός μέσου
όπου: c0 η ταχύτητα του φωτός στο κενό
(ή αέρα) και
c η ταχύτητα του φωτός στο μέσο.
 Για κάθε μέσο:
οπότε κάθε μέσο έχει: η > 1
(η = 1, για το κενό ή για τον αέρα)
0
c
n
c

0
c > c

13. Για ένα μέσο:
 οπτικά πυκνότερο = μεγαλύτερος δείκτης
διάθλασης.
 Επειδή n=c0/c, ο δείκτης διάθλασης n
ενός μέσου είναι αντιστρόφως ανάλογος
της ταχύτητας του φωτός c στο μέσο αυτό.

14. Νόμος της διάθλασης
(Νόμος του Snell)
 Όταν φωτεινή ακτίνα περνάει
από ένα μέσο α (π.χ. αέρας)
μέσα σε ένα άλλο μέσο β
(π.χ. γυαλί), που έχει
μεγαλύτερο δείκτη διάθλασης
(ηβ > ηα), τότε η γωνία
θβ < θα, δηλ. η διαθλώμενη
ακτίνα κάμπτεται και
πλησιάζει την κάθετο.
Αν ηα < ηβ  θα > θβ

15.  Επειδή η πορεία
μιας φωτεινής ακτίνας
είναι αντιστρεπτή, στην
αντίστροφη πορεία της
συμβαίνουν τα αντίθετα.
 Όταν φωτεινή ακτίνα
περνάει από οπτικά
πυκνότερο σε αραιότερο
μέσο, τότε η γωνία
θα < θβ, δηλ. η
διαθλώμενη ακτίνα
κάμπτεται και
απομακρύνεται
από την κάθετο. Αν ηα > ηβ  θα < θβ

16.  Η εκτροπή της διαθλώμενης ακτίνας από την
ευθύγραμμη διάδοση είναι τόσο μεγαλύτερη, όσο
το μέσο έχει μεγαλύτερο δείκτη διάθλασης
 Θυμηθείτε το μοντέλο με το αμαξάκι
nνερού=1,33 nγιαλιού=1,7 nδιαμαντιού=2,4

17.  Για την ακρίβεια, ο νόμος του Snell
συνδέει τους δείκτες διάθλασης όχι με τις
γωνίες πρόσπτωσης και διάθλασης, αλλά
με τα ημίτονά τους.

18. Willebrord Snell
(1580-1626)
Ολλανδός μαθηματικός
και αστρονόμος.
Έγινε διάσημος για την
ανακάλυψη του νόμου
της διάθλασης, που
σήμερα έχει το όνομά
του.

19. Η αρχή του ελάχιστου χρόνου
 Μπορούμε να ερμηνεύσουμε
τη διάθλαση του φωτός με την
αρχή του ελάχιστου χρόνου.
 Στο πάνω σχήμα, ο
ναυαγοσώστης, για να φτάσει
στο άτομο σε κίνδυνο, επιλέγει
όχι τη διαδρομή ΑΒ, αλλά τη
διαδρομή ΑΓΒ, που είναι
διαδρομή ελάχιστου χρόνου.
 Γιατί;
 Στο κάτω σχήμα το φως
«επιλέγει» τη διαδρομή ΑΓΒ,
που είναι διαδρομή ελάχιστου
χρόνου.
Άμμος Νερό
Αέρας Νερό

20.  Την αρχή του ελάχιστου
χρόνου διατύπωσε ο
γάλλος μαθηματικός
Fermat.

21. Τι συμβαίνει όταν το φως αλλάζει μέσο;
Όταν το φως περνάει από
ένα μέσο σε ένα άλλο:
 η συχνότητά του f
δεν αλλάζει (παραμένει
σταθερή ίση με τη
συχνότητα της πηγής).
Γιατί;
 αλλάζει όμως το μήκος
κύματός του λ.
 Γιατί; Πώς το εξηγούμε;
Όριο
Αραιότερο μέσο Πυκνότερο μέσο

22. Όταν το φως περνάει από ένα μέσο σε ένα άλλο:
 αλλάζει η ταχύτητά του, και αφού c = λ f, (f=ct)
θα αλλάζει και το μήκος κύματος λ.
 Ισχύει:
0
n

 
Από την τελευταία σχέση 
αν η2 > η1 τότε λ1 > λ2
(2)
c f


0 0 (1)
c f

 και
ή
0 0 0
(1)
(2)
c f
c f
 
 
   αλλά
0
c
n
c
 οπότε
0
n




23. Τι μάθαμε
 Μία φωτεινή δέσμη, στη διαχωριστική
επιφάνεια δύο μέσων, εν μέρει ανακλάται και
εν μέρει διαθλάται.
 Η γωνία πρόσπτωσης είναι ίση με τη γωνία
ανάκλασης
 Αιτία της διάθλασης: η αλλαγή της ταχύτητας
του φωτός σε διαφορετικά μέσα.
 Δείκτης διάθλασης n: 0
c
n
c


24.  Όταν φωτεινή ακτίνα περνάει από αραιότερο
σε πυκνότερο μέσο, η διαθλώμενη ακτίνα
πλησιάζει την κάθετο.
 Αντίστροφα, από πυκνότερο σε αραιότερο
μέσο, η διαθλώμενη ακτίνα απομακρύνεται
από την κάθετο.
Όταν το φως περνάει αλλάζει μέσο:
 η συχνότητά του f δεν αλλάζει.
 αλλάζει όμως το μήκος κύματός του λ.
 Ισχύει: 0
n

 

25.  Μελέτη: σ. 18-19
 Ερωτήσεις: 4-7.
 Προβλήματα: 2-5, 11.
Για το σπίτι