Φυσική για παιδιά

Συμπεριφορά του φωτός ως κύματος

Σε αυτή τη σελίδα θα περιγράψουμε μερικές από τις συμπεριφορές του φωτός ως κύματος, συμπεριλαμβανομένης της ανάκλασης, της διάθλασης και της περίθλασης.

Αντανάκλαση

Μία από τις σημαντικότερες κυματοειδείς συμπεριφορές του φωτός είναι η ανάκλαση. Το ανακλώμενο φως είναι αυτό που βλέπουμε με τα μάτια μας. Ο τρόπος με τον οποίο το φως αντανακλάται από τα αντικείμενα επηρεάζει και τα χρώματα που βλέπουμε.

Όταν ένα κύμα προσκρούει σε ένα νέο μέσο, ένα μέρος του κύματος θα αναπηδήσει στην επιφάνεια. Το πόσο ανακλαστική είναι η επιφάνεια θα καθορίσει πόσο φως (και ποια μήκη κύματος του φωτός) θα ανακλαστεί και πόσο θα απορροφηθεί ή θα μεταδοθεί.

Όταν το φως ανακλάται υπακούει στο νόμο της ανάκλασης που ακολουθείται από τα κύματα. Αυτό σημαίνει ότι η γωνία του ανακλώμενου φωτεινού κύματος θα ισούται με τη γωνία πρόσπτωσης του εισερχόμενου φωτεινού κύματος. Δείτε την παρακάτω εικόνα για ένα παράδειγμα:

Τύποι αντανάκλασης

• Ειδική ανάκλαση - Ειδική ανάκλαση είναι όταν οι ακτίνες του φωτός ανακλώνται από μια επιφάνεια προς μία μόνο κατεύθυνση. Ένα παράδειγμα αυτού του τύπου ανάκλασης είναι ένας καθρέφτης. Ειδικές ανακλάσεις εμφανίζονται σε επιφάνειες που είναι επίπεδες σε μικροσκοπικό επίπεδο, όπως το γυαλισμένο ασήμι ή ένα λείο νερό.
• Διάχυτη ανάκλαση - Διάχυτη ανάκλαση είναι όταν μια επιφάνεια αντανακλά ακτίνες φωτός σε ένα ευρύ φάσμα κατευθύνσεων. Οι διάχυτες ανακλάσεις συμβαίνουν όταν μια επιφάνεια είναι τραχιά σε μικροσκοπικό επίπεδο. Η επιφάνεια μπορεί να φαίνεται ή να αισθάνεται λεία, όπως ένα κομμάτι χαρτί, αλλά στην πραγματικότητα είναι τραχιά σε μικροσκοπικό επίπεδο. Αυτό προκαλεί την ανάκλαση των ακτίνων φωτός σε διαφορετικές γωνίες.

Διάθλαση

Όταν το φως κινείται από ένα μέσο (όπως ο αέρας) σε ένα άλλο μέσο (όπως το νερό) αλλάζει κατεύθυνση. Αυτή είναι μια "κυματοειδής" συμπεριφορά και ονομάζεται διάθλαση. Με αυτόν τον τρόπο το φως συμπεριφέρεται όπως άλλα κύματα, όπως τα ηχητικά κύματα. Η ταχύτητα του φωτεινού κύματος αλλάζει επίσης όταν κινείται από μέσο σε μέσο.

Μπορείτε να δείτε ένα παράδειγμα διάθλασης του φωτός στο νερό αν βάλετε ένα καλαμάκι σε ένα ποτήρι νερό. Θα δείτε πώς το καλαμάκι φαίνεται να κινείται προς τα πλάγια. Αυτό είναι το κύμα του φωτός που κάμπτεται καθώς εισέρχεται στο νερό.

Δείκτης διάθλασης

Για να μετρήσουν πώς θα συμπεριφερθεί το φως σε διάφορες ουσίες, οι επιστήμονες χρησιμοποιούν τον δείκτη διάθλασης. Αυτός δίνει έναν λόγο της ταχύτητας του φωτός στο κενό προς την ταχύτητα του φωτός στην ουσία. Η εξίσωση για τον δείκτη διάθλασης είναι:

n = c/v

όπου n είναι ο δείκτης διάθλασης, c είναι η ταχύτητα του φωτός στο κενό και v είναι η ταχύτητα του φωτός στην ουσία.

Ως παράδειγμα, πάρτε τον δείκτη διάθλασης του νερού που είναι 1,33. Αυτό σημαίνει ότι η ταχύτητα του φωτός στο κενό είναι 1,33 φορές ταχύτερη από την ταχύτητα του φωτός στο νερό.

Μια άλλη κυματοειδής ιδιότητα του φωτός είναι η περίθλαση. Όταν τα φωτεινά κύματα συναντούν ένα εμπόδιο ή περνούν μέσα από ένα άνοιγμα, κάμπτονται. Η περίθλαση του φωτός μπορεί να παρατηρηθεί στην ασημένια επένδυση γύρω από τα σύννεφα, καθώς και στα μοτίβα του φωτός από την επιφάνεια ενός compact disc (βλ. εικόνα).

Δραστηριότητες

Κάντε ένα κουίζ δέκα ερωτήσεων σχετικά με αυτή τη σελίδα.

Εισαγωγή στα κύματα

Ιδιότητες των κυμάτων

Συμπεριφορά κύματος

Βασικά στοιχεία του ήχου

Τάση και ακουστική

Το ηχητικό κύμα

Πώς λειτουργούν οι μουσικές νότες

Το αυτί και η ακοή

Γλωσσάριο όρων κύματος

Φως και Οπτική

Εισαγωγή στο φως

Φάσμα φωτός

Το φως ως κύμα

Φωτόνια

Ηλεκτρομαγνητικά κύματα

Τηλεσκόπια

Φακοί

Το μάτι και η όραση

Επιστήμη>> Φυσική για παιδιά