1. Φως
Ο εκπαιδευτικός: Τουλιόπουλος Φώτης

2. Τι είναι το φως
Το φως είναι μια ηλεκτρομαγνητική ακτινοβολία που είναι
ορατή από τον άνθρωπο. Επομένως αποτελεί και το αίτιο της
όρασης, της πιο σημαντικής ίσως αίσθησης που έχει ο
άνθρωπος.
Συμπεριφέρεται άλλοτε ως κύμα και άλλοτε ως δέσμη
σωματιδίων που ονομάζονται φωτόνια.

3. Ανάκλαση και διάχυση του φωτός
΋ταν το φως συναντήσει μια στιλπνή και λεία επιφάνεια
ανακλάται, δηλαδή αλλάζει κατεύθυνση. Το φαινόμενο
ονομάζεται ανάκλαση του φωτός.
΋ταν συναντά μια ανώμαλη και τραχιά επιφάνεια διαχέεται. Το
φαινόμενο αυτό ονομάζεται διάχυση του φωτός.

4. Διάθλαση του φωτός
΋ταν το φως πέσει σε ένα
διαφανές σώμα, τότε αλλάζει
κατεύθυνση.
Το
φαινόμενο
ονομάζεται διάθλαση του φωτός.
Οφείλεται στο γεγονός πως όταν
το φως περνά από ένα διαφανές
σώμα σε ένα άλλο, τότε αλλάζει η
ταχύτητά του, πράγμα που το
αναγκάζει να αλλάξει την πορεία
του. Ένα μέρος του φωτός
διαθλάται
και
ένα
μέρος
ανακλάται.

5. Στο φαινόμενο της διάθλασης
οφείλεται το γεγονός πως
όταν
βλέπουμε ένα αντικείμενο στο νερό
νομίζουμε πως είναι ψηλότερα από ότι
είναι στην πραγματικότητα. Έτσι
κοιτάζοντας μια πισίνα νομίζουμε πως
είναι πιο ρηχή απ’ ότι στην
πραγματικότητα.
Για τον ίδιο λόγο το καλαμάκι στο
ποτήρι φαίνεται σα να είναι σπασμένο.
Επίσης τα ψάρια που βρίσκονται στη
θάλασσα φαίνονται να είναι ψηλότερα
από τη θέση που πραγματικά
βρίσκονται.

6. Λόγω της διάθλασης βλέπουμε τον
Ήλιο σε λάθος θέση. Το φως του
Ήλιου περνά από την ατμόσφαιρα
πριν φτάσει σε μας. Τα ανώτερα
στρώματα της ατμόσφαιρας είναι
αραιότερα από τα κατώτερα. Έτσι το
φως παθαίνει διαδοχικές διαθλάσεις
και εμείς βλέπουμε τον Ήλιο
ψηλότερα από ότι είναι στην
πραγματικότητα. Έτσι ο Ήλιος
φαίνεται στον ορίζοντα το πρωί πριν
ακόμη ανατείλει και φαίνεται ακόμη
και μετά τη δύση του το βράδυ.
Ουσιαστικά η μέρα μεγαλώνει λόγω
της ατμοσφαιρικής διάθλασης.

7. Το φαινόμενο της διάθλασης ο
άνθρωπος το εκμεταλλεύεται για να
κατασκευάσει φακούς που βελτιώνουν
την όραση.
Οι φακοί χρησιμοποιούνται σε πολλά
οπτικά όργανα όπως γυαλιά όρασης,
τηλεσκόπια, μικροσκόπια, κιάλια,
φωτογραφικές μηχανές, κ.ά.
Χρησιμοποιούμε μεγεθυντικούς φακούς
για να δούμε μικρά αντικείμενα, όπως
μικρά γράμματα.
Οι φακοί κατασκευάζονται κυρίως από
κρύσταλλο, αλλά υπάρχουν και άλλοι
φτιαγμένοι από πλαστικό.

8. Φακό μπορούμε να φτιάξουμε και
με μια σταγόνα νερού. Κάνουμε μια
τρύπα σε ένα χαρτόνι και βάζουμε
μέσα της μια σταγόνα νερού. Αν
κοιτάξουμε μέσα από τη σταγόνα
θα δούμε πως ότι κοιτάζουμε
μεγεθύνεται.
Οι φακοί ανάλογα με τον τρόπο
που εκτρέπουν τις ακτίνες μιας
δέσμης φωτός διακρίνονται σε
συγκλίνοντες και αποκλίνοντες.

9. Συγκλίνοντες φακοί
Οι συγκλίνοντες φακοί είναι
παχύτεροι στο μέσον και
λεπτότεροι στα άκρα τους.
Οι φωτεινές ακτίνες που
περνούν από μέσα τους
συγκλίνουν,
δηλαδή
πλησιάζουν
και
συγκεντρώνονται σε ένα
σημείο.
Τους χρησιμοποιούμε για να
παρατηρήσουμε
καλύτερα
μικρά αντικείμενα.

10. Αποκλίνοντες φακοί
Οι αποκλίνοντες φακοί είναι
παχύτεροι στα άκρα και
λεπτότεροι στη μέση.
΋ταν οι ακτίνες μιας δέσμης
φωτός περάσουν από μέσα τους,
αποκλίνουν,
δηλαδή
απομακρύνονται μεταξύ τους.
Χρησιμοποιούνται
για
να
διορθώσουν
προβλήματα
μυωπίας. Επίσης υπάρχουν στο
σκόπευτρο της φωτογραφικής
μηχανής.

11. Φως και χρώματα
Το λευκό φως αναλύεται σε επτά χρώματα : κόκκινο, πορτοκαλί,
κίτρινο, πράσινο, γαλάζιο, μπλε, μοβ. Το φαινόμενο αυτό λέγεται
ανάλυση του λευκού φωτός.
Το λευκό φως είναι δηλαδή μια σύνθεση πολλών ακτινοβολιών με
διαφορετικά χρώματα.
Στη φύση παρατηρούμε την ανάλυση αυτή μετά τη βροχή. Το
λευκό φως περνά μέσα από τα σταγονίδια της βροχής και
αναλύεται σχηματίζοντας το ουράνιο τόξο.

12. Για να αναλύσουμε το λευκό
φως χρησιμοποιούμε διαφανή
σώματα
που
λέγονται
πρίσματα.
Η
ανάλυση
βέβαια
επιτυγχάνεται με οποιοδήποτε
διαφανές
σώμα
όπως
κρύσταλλα, σταγόνες νερού ή
και απλό γυαλί.

13. Την ανάλυση του λευκού φωτός
παρατήρησε πρώτος ο Ισαάκ Νεύτων
το 1666. Παρατήρηση πως το λευκό
φως αναλύεται σε επτά χρώματα τα
οποία δε μπορούν να αναλυθούν
περισσότερο.
Μάλιστα
αν
συνδυάσουμε τα επτά αυτά χρώματα
προκύπτει και πάλι το λευκό φως.
Αυτό
μπορεί
να
γίνει
αν
χρησιμοποιήσουμε το δίσκο του
Νεύτωνα. Πρόκειται για ένα δίσκο με
επτά χρώματα. Αν τον γυρίσουμε
αρκετά γρήγορα, βλέπουμε μόνο
λευκό χρώμα.

14. Αν αναμείξουμε τις ακτινοβολίες
που προκύπτουν από την ανάλυση
του λευκού φωτός παίρνουμε και
πάλι λευκό φως. Η διαδικασία
αυτή λέγεται σύνθεση του λευκού
φωτός.
Τα βασικά χρώματα που υπάρχουν
είναι το κόκκινο, το πράσινο και το
μπλε. Αν αναμείξουμε τις τρεις
αυτές ακτινοβολίες παίρνουμε
λευκό φως.
Προσοχή!
Μιλάμε
για
ακτινοβολίες (δέσμες φωτός) και
όχι για μπογιές.

15. Το φως όταν συναντήσει ένα υλικό σώμα
όπως έχουμε δει αλλάζει κατεύθυνση.
Εκτός από την κατεύθυνση όμως αλλάζει
και η συχνότητα της ακτινοβολίας του
φωτός. Τη συχνότητα του φωτός εμείς την
αντιλαμβανόμαστε ως χρώμα.
΋ταν το φως πέσει πάνω σε ένα
αδιαφανές σώμα, ένα μέρος του
ανακλάται και ένα μέρος απορροφάται
από το σώμα.
Έτσι το χρώμα με το οποίο τα βλέπουμε
εξαρτάται από το χρώμα της
ακτινοβολίας που πέφτει πάνω τους και
από το χρώμα της ακτινοβολίας που
απορροφούν.

16. ΋ταν ένα σώμα, στο οποίο πέφτει
λευκό φως, εμφανίζεται λευκό,
σημαίνει πως δεν απορροφά
καθόλου
ακτινοβολία.
Αν
εμφανίζεται με ένα άλλο χρώμα,
παράδειγμα κόκκινο, αυτό σημαίνει
πως απορροφά όλες τις άλλες
ακτινοβολίες και ανακλά την
κόκκινη. Το ίδιο συμβαίνει και όλα
τα υπόλοιπα χρώματα.
΋ταν εμφανίζεται μαύρο, τότε
απορροφά όλες τις ακτινοβολίες
και δεν ανακλά καμία.

17. Μια απλή φωτογραφική μηχανή
Για να κατασκευάσουμε μια απλή φωτογραφική μηχανή παίρνουμε ένα
παραλληλόγραμμο κουτί από χοντρό χαρτόνι.
Στο κέντρο μίας από τις μικρές έδρες κάνουμε μια μικρή τρύπα.
Στην απέναντι έδρα δημιουργούμε ένα μεγαλύτερο άνοιγμα.
Στο κέντρο του κουτιού παράλληλα με τις μικρές έδρες βάζουμε ένα
ρυζόχαρτο το οποίο αποτελεί το πέτασμα, πάνω στο οποίο θα προβληθεί
το είδωλο του αντικειμένου που θα «φωτογραφίσουμε».
Φροντίζουμε, ώστε το μόνο φως μέσα στο κουτί, να έρχεται από τις δύο
τρύπες που ανοίξαμε.

18. Από το μεγάλο άνοιγμα που
δημιουργήσαμε, κοιτάζουμε προς ένα
αντικείμενο. Θα δούμε το είδωλο του
αντικειμένου να σχηματίζεται πάνω το
ρυζόχαρτο και να φαίνεται ανάποδα.
Ο λόγος που εμφανίζεται ανάποδα
είναι η ευθύγραμμη διάδοση του φωτός.
Οι ακτίνες που ξεκινούν από το πάνω
μέρος του αντικειμένου φτάνουν στο
κάτω μέρος του ρυζόχαρτου και
αντίστροφα, όπως φαίνεται στη
διπλανή εικόνα.

19. Το πόσο καθαρά εμφανίζεται το είδωλο εξαρτάται από το
μέγεθος της τρύπας που έχουμε φτιάξει. ΋σο μεγαλύτερη
είναι η τρύπα, το αντικείμενο εμφανίζεται φωτεινότερο,
αλλά ταυτόχρονα και πιο θολό. ΋σο μικρότερη η τρύπα, το
αντικείμενο είναι πιο σκοτεινό, αλλά και πιο καθαρό.

20. Στις φωτογραφικές μηχανές τη δουλειά
της τρύπας την κάνει το διάφραγμα.
Ανάλογα με το φως του αντικειμένου που
φωτογραφίζουμε ρυθμίζουμε το μέγεθος
της τρύπας, αλλά και το χρόνο που
παραμένει ανοιχτό.
΋σο περισσότερο φως υπάρχει, τόσο
μικρότερο το διάφραγμα και τόσο
μικρότερος ο χρόνος που θα παραμείνει
ανοιχτό.
Στις φωτογραφικές μηχανές βελτιώνουμε
την εικόνα χρησιμοποιώντας συγκλίνοντες
φακούς.

21. Το μάτι μας
Η πολυτιμότερη αίσθηση που έχουμε είναι η όραση. Το όργανο της
όρασης είναι το μάτι.
Τα μάτια μας είναι πολύπλοκα όργανα και στη λειτουργία τους
μοιάζουν με τη φωτογραφική μηχανή.
Τα μάτια μας βρίσκονται στο κέντρο του προσώπου
προστατευμένα μέσα σε κοιλότητες των οστών που ονομάζονται
κόγχες.

22. Το μάτι μας διαθέτει κάποιους μηχανισμούς προστασίας:
Τα φρύδια: Βρίσκονται πάνω από τα μάτια μας και εμποδίζουν τον
ιδρώτα και άλλα υγρά να φτάσουν στα μάτια μας.
Τα βλέφαρα: Υπάρχει το πάνω και κάτω βλέφαρο. Ανοιγοκλείνουν
ανακλαστικά για να προστατέψουν τα μάτια μας από οτιδήποτε τα
πλησιάσει. Επίσης κλείνουν όταν υπάρχει πολύ έντονο φως και
όταν πρέπει να υγρανθούν τα μάτια μας.

23. Τα δάκρυα: εκκρίνονται από τους δακρυγόνους αδένες και
κρατούν τα μάτια μας υγρά, ενώ απομακρύνουν μικρόβια και
ακαθαρσίες.
Οι βλεφαρίδες: είναι τρίχες που βρίσκονται πάνω στα βλέφαρα.
Προστατεύουν τα μάτια μας από σκόνες και ακαθαρσίες.

24. Έχουμε δύο μάτια ώστε να:
 αντιλαμβανόμαστε καλύτερα τη
θέση των αντικειμένων γύρω μας.
Με το ένα μάτι βλέπουμε τον
κόσμο δισδιάστατα. Χρειαζόμαστε
και τα δύο μάτια μας για να
αντιληφθούμε
τον
κόσμο
τρισδιάστατα.
Αυτό
το
καταλαβαίνουμε
καλύτερα αν προσπαθήσουμε να
βάλουμε μια τελεία μέσα σε έναν
κύκλο με το ένα μας μάτι κλειστό.
Θα δούμε πως είναι πολύ πιο
εύκολο με τα δύο μας μάτια.

25.  έχουμε καλύτερο οπτικό πεδίο. Μπορούμε να αντιληφθούμε
περισσότερα πράγματα χωρίς να χρειάζεται να γυρίζουμε το
κεφάλι μας προς το μέρος ενός αντικειμένου που βρίσκεται στα
δεξιά ή αριστερά μας.
Αν ανοίξουμε τις παλάμες μας κοντά στο πρόσωπό μας, όπως στις
εικόνες, και τις τραβήξουμε σιγά σιγά θα παρατηρήσουμε πως με το
ένα μάτι κλειστό, δε βλέπουμε και τις δύο παλάμες, ενώ με τα δύο
μάτια μας, μπορούμε να τις δούμε.

26. Το χρωματιστό μέρος του ματιού μας
ονομάζεται ίριδα. Στο κέντρο της υπάρχει
μια μικρή τρύπα που ονομάζεται κόρη.
Στον άνθρωπο είναι στρόγγυλη, ενώ σε
άλλα ζώα έχει σχισμοειδές σχήμα
(μακρόστενο όπως της γάτας).
Αν καθίσουμε σε ένα δωμάτιο με λίγο φως
και κοιταχτούμε σε έναν καθρέφτη θα
δούμε την κόρη του ματιού μας να
μεγαλώνει. Αν ανοίξουμε το φως θα δούμε
πως η κόρη του ματιού μας θα αρχίσει να
μικραίνει.
Η ίριδα κάνει αυτήν ακριβώς τη δουλειά.
Μικραίνει και μεγαλώνει την κόρη,
ανάλογα
με
το
φωτισμό
του
περιβάλλοντος χώρου.

27. Μάτια αράχνης
Μάτια μύγας
Φυσικά, μάτια δεν έχουν μόνο οι
άνθρωποι, αλλά και τα άλλα ζώα.
Κάποια έχουν περισσότερα από δύο
όπως οι αράχνες, που έχουν οκτώ.
Οι μύγες έχουν δύο μάτια, τα οποία
όμως αποτελούνται από 4.000
μικρότερα μάτια. Τα σκουλήκια δεν
έχουν καθόλου μάτια, αλλά
αντιλαμβάνονται το φως με τη
βοήθεια άλλων κυττάρων.

28. Ο βολβός του ματιού και οι μύες που
τον κινούν
Το μάτι μας έχει το σχήμα ενός
στρογγυλού βολβού (μπάλα) και
το τοίχωμά του αποτελείται από
τρεις χιτώνες (στρώματα). Ο
εξωτερικός λέγεται σκληρός
χιτώνας, ο δεύτερος χοριοειδής
και
ο
εσωτερικός
αμφιβληστροειδής. Το μπροστινό
τμήμα του σκληρού χιτώνα είναι
διαφανές και λέγεται κερατοειδής
χιτώνας.
Ο βολβός του ματιού μπορεί να
περιστρέφεται μέσα στην κόγχη
με τη βοήθεια έξι μυών.

29. Ο σκληρός χιτώνας είναι το άσπρο του ματιού. Έχει πολλά
αγγεία που μεταφέρουν αίμα στο μάτι.
Ο κερατοειδής είναι διαφανής και προστατεύει το φακό.
Η ίριδα είναι το χρωματιστό τμήμα του ματιού και
ανοιγοκλείνει την κόρη που βρίσκεται στο κέντρο της.
Ο κρυσταλλοειδής φακός είναι άχρωμος, διαφανής και
συγκλίνων φακός. Μέσα από
αυτόν περνά το φως για να
εισέλθει στο εσωτερικό του
ματιού. Αλλάζει σχήμα
ανάλογα με την απόσταση
του αντικειμένου στο οποίο
εστιάζουμε.

30. Ο αμφιβληστροειδής χιτώνας βρίσκεται στο πίσω μέρος του ματιού.
Έχει πολλά οπτικά κύτταρα που είναι φωτοευαίσθητα. Πάνω του
σχηματίζονται τα είδωλα των αντικειμένων που βλέπουμε.
Το υαλώδες σώμα αποτελεί το μεγαλύτερο μέρος του ματιού. Είναι
ένα διάφανο υγρό που βρίσκεται στο εσωτερικό του ματιού μας.
Το οπτικό νεύρο μεταφέρει τα οπτικά ερεθίσματα από τον οφθαλμό
στον εγκέφαλο, όπου μετατρέπονται στις εικόνες που βλέπουμε.

31. Πώς βλέπουμε
Το μάτι μας λειτουργεί όπως η φωτογραφική μηχανή.
Φιλμ
Αμφιβληστροειδής
Διάφραγμα
Ίριδα
Άνοιγμα μηχανής
Κόρη
Φακός μηχανής
Κρυσταλλοειδής φακός
Μαύρη επίστρωση
Χοριοειδής

32. ΋πως στο φιλμ της μηχανής το
είδωλο
εμφανίζεται
αντεστραμμένο έτσι γίνεται και
στον αμφιβληστροειδή χιτώνα.
Οι ακτίνες περνούν από την
κόρη και συνεχίζουν μέσα από
τον κρυσταλλοειδή φακό. Αυτός
εστιάζει το είδωλο πάνω στον
αμφιβληστροειδή. ΋ταν ένα
αντικείμενο είναι μακριά, τότε
λεπταίνει, ενώ όταν είναι κοντά
μας τότε γίνεται πιο παχύς.
.

33. Ο κρυσταλλοειδής φακός
είναι συγκλίνων και έτσι
στέλνει πάντα το είδωλο
ακριβώς
πάνω
στον
αμφιβληστροειδή.
Το είδωλο σχηματίζεται
μικρότερο από το κανονικό
και αντεστραμμένο.
Από
εκεί
και
πέρα
αναλαμβάνει ο εγκέφαλος
να μας βοηθήσει να δούμε τα
αντικείμενα σωστά και όχι
αντεστραμμένα.

34. Σε
κάποιες
περιπτώσεις
ο
κρυσταλλοειδής φακός δε μπορεί να
κυρτώσει αρκετά ώστε να στείλει τα
είδωλα
ακριβώς
πάνω
στον
αμφιβληστροειδή.
Σε όσους έχουν μυωπία, το είδωλο
σχηματίζεται πιο μπροστά από τον
αμφιβληστροειδή. Το πρόβλημα λύνεται
φορώντας αποκλίνοντες φακούς.
Σε όσους έχουν πρεσβυωπία, το είδωλο
σχηματίζεται πίσω και το πρόβλημα
λύνεται
φορώντας
συγκλίνοντες
φακούς.
Ο αστιγματισμός οφείλεται στο ότι ο
κερατοειδής δεν είναι ομαλός, οπότε
βλέπουμε θολά.

35. Η όραση είναι ίσως η σπουδαιότερη αίσθηση που έχουμε. Γι’ αυτό το
λόγο η υγιεινή των ματιών είναι απαραίτητη. Θα πρέπει λοιπόν να:
 Να διατηρούμε τα μάτια μας καθαρά
 Να αποφεύγουμε σκόνες και καπνούς
 Να μην τρίβουμε τα μάτια μας με τα χέρια μας, ούτε να πλησιάζουμε
σε αυτά επικίνδυνες ουσίες.
 Να τρώμε τροφές πλούσιες σε βιταμίνη Α και φωσφόρο, όπως
λαχανικά, φρούτα και ψάρια
 Να αποφεύγουμε το δυνατό φως και να μην κοιτάζουμε τον ήλιο.
Καλό είναι να φοράμε γυαλιά ηλίου όταν είμαστε έξω.
 Να μην πλησιάζουμε πολύ την οθόνη της τηλεόρασης ή του
υπολογιστή
 Να κάνουμε συχνά διαλείμματα όταν ασχολούμαστε με τον
υπολογιστή