Το Φως και η διάδοσή του

1. Ποιες από τις παρακάτω προτάσεις είναι σωστές και ποιες λάθος;
   1. Ο Δημόκριτος υποστήριζε ότι τα αντικείμενα γίνονται ορατά επειδή εκπέμπουν σωματίδια.
   2. Ο Αριστοτέλης πίστευε ότι ένα αντικείμενο γίνεται ορατό επειδή ρεύμα φωτιάς φεύγει από τα μάτια μας και πέφτει στο αντικείμενο.
   3. Τα αυτόφωτα εκπέμπουν  φως επειδή τα ίδια είναι φωτεινές πηγές.
   4. Τα ετερόφωτα αντικείμενα εκπέμπουν όλο το φως που πέφτει επάνω τους.
2. Αντιστοιχίστε τα φαινόμενα και τις εφαρμογές της αριστερής στήλης με τα αποτελέσματα που προκαλεί το φως, στη δεξιά.

   Ηλιακά αυτοκίνητα	Α.	1.	Χημικές Αντιδράσεις
   Ηλιακός θερμοσίφωνας	Β.	2.	Διέγερση του εγκεφάλου
   Φωτοσύνθεση	Γ.	3.	Ηλεκτρικό ρεύμα
   Ακτινόμετρο	Δ.	4.	Θέρμανση
   Όραση	Ε.	5.	Κίνηση

3. Ποιες από τις παρακάτω προτάσεις αποτελούν ιδιότητες των φωτονίων;
   1. Τρέχουν με την ταχύτητα του φωτός.
   2. Κάθε φωτόνιο έχει καθορισμένη μάζα.
   3. Κάθε φωτόνιο έχει καθορισμένη ενέργεια.
   4. Τα φωτόνια της πράσινης ακτινοβολίας έχουν μεγαλύτερη ενέργεια από τα φωτόνια της κόκκινης.
4. Επιλέξτε τις σωστές προτάσεις. Όταν η ύλη απορροφά φωτόνια:
   1. Αυξάνεται η ενέργεια των φωτονίων.
   2. Αυξάνεται η ενέργεια των μορίων της ύλης.
   3. Αυξάνεται η θερμοκρασία του σώματος.
   4. Αυξάνεται η μάζα του σώματος.
5. Στην εικόνα φαίνονται τρεις φωτεινές πηγές. Ποιες από αυτές είναι φυσικές και ποιες τεχνητές; Ποιες ενεργειακές μετατροπές γίνονται σε κάθε μία;
   

   Άσκηση 5

6. Στις ψυχρές φωτεινές πηγές:
   1. Εκπέμπεται φως από ψυχρά σώματα.
   2. Τα μόρια του σώματος που εκπέμπει το φως κινούνται πολύ έντονα, συγκρούονται μεταξύ τους και εκπέμπουν μέρος της κινητικής τους ενέργειας.
   3. Το εκπεμπόμενο φως δεν θερμαίνει.
   4. Εκπέμπεται φως από πηγές και στη θερμοκρασία του περιβάλλοντος.
7. Στην εικόνα φαίνεται η πορεία μιας ακτίνας φωτός όπως ταξιδεύει μέσα σε ένα διαφανές υλικό.
   1. Η ακτίνα διαδίδεται σε ομογενές μέσο.
   2. Η πυκνότητα του υλικού εντός του οποίου διαδίδεται η ακτίνα του φωτός είναι παντού η ίδια.
   3. Το μέσο δεν είναι ομογενές.
   4. Η ταχύτητα που διαδίδεται το φως μέσα στο διαφανές υλικό είναι σταθερή.
      

      Άσκηση 7

8. Παράλληλες δέσμες φωτός πέφτουν στα τρία υλικά Α,Β και Γ. Στην  εικόνα φαίνονται οι πορείες των ακτίνων πριν και μετά το κτύπημά τους πάνω στα υλικά. Ποιο από τα Α,Β και Γ είναι διαφανές, ποιο αδιαφανές και ποιο ημιδιαφανές; Γιατί;
   

   Άσκηση 8

9. Δίπλα σε κάθε πρόταση να σημειώσετε αν πρόκειται για ιδιότητα διαφανούς, αδιαφανούς ή ημιδιαφανούς υλικού:
   1. Υπάρχει μικρή αύξηση της θερμοκρασίας του σώματος.
   2. Το σώμα επανεκπέμπει τα φωτόνια με την ίδια ενέργεια που είχαν αρχικά.
   3. Τα αντικείμενα δε διακρίνονται καθαρά πίσω από αυτό.
   4. Ένα μέρος της ενέργειας των φωτονίων απορροφάται από το υλικό και ένα μέρος επενεκπέμπεται.
   5. Δεν μπορούμε να διακρίνουμε τα αντικείμενα πίσω από το υλικό.
10. Επιλέξτε τη σωστή πρόταση. Τα μέταλλα εμφανίζουν τη μεταλλική λάμψη γιατί:
    1. Απορροφούν όλα τα φωτόνια που πέφτουν επάνω τους.
    2. Τα θετικά ιόντα του μετάλλου ανακλούν τα φωτόνια και επανεκπέμπονται.
    3. Τα ελεύθερα ηλεκτρόνια απορροφούν τα φωτόνια που πέφτουν επάνω τους.
    4. Τα φωτόνια συγκρούονται με τα ελεύθερα ηλεκτρόνια και η ενέργειά τους δε μεταβιβάζεται στα ιόντα, αλλά επιστρέφει.
11. Τοποθετήστε τη Σελήνη στην κατάλληλη θέση ώστε να έχουμε έκλειψη Ηλίου.
    

    Άσκηση 11

12. Τοποθετήστε τη Σελήνη στην κατάλληλη θέση ώστε να έχουμε έκλειψη Σελήνης.
    

    Άσκηση 12

13. Στην εικόνα φαίνονται τα όρια των ακτίνων του φωτός, όταν μία μεγάλη λάμπα φωτίζει ένα μήλο και δημιουργεί σκιά πάνω σε μία οθόνη. Σχεδίασε τη σκιά του μήλου στην οθόνη, κάνοντας πιο σκούρο το μέρος της κύριας σκιάς και πιο ανοιχτό το μέρος της παρασκιάς. Σε ποιο μέρος της οθόνης που σκιάζεται ένα μυρμήγκι βλέπει τη λάμπα;
    

    Άδσκηση 13

14. Εξηγήστε γιατί μία εκλειψη Σελήνης γίνεται ορατή από όλους τους κατοίκους του ημισφαιρίου της Γης, ενώ μία έκλειψη Ηλίου μόνο από τους κατοίκους μιας πολύ μικρής περιοχής.
15. Ο Θαλής ο Μιλήσιος τον 6ο αιώνα π.Χ. μέτρησε το ύψος της πυραμίδας της Γκίζας με τη βοήθεια του μπαστουνιού του. Δίπλα στην πυραμίδα έμπηξε το μπαστούνι του κατακόρυφα στο έδαφος και περίμενε ώστε η σκιά που δημιουργούσε ο ήλιος να γίνει ίση με το ύψος του μπαστουνιού. Μπορείτε να σκεφτείτε πώς κατόπιν υπολόγισε το ύψος της πυραμίδας;
16. Η ταχύτητα του ήχου στον αέρα είναι 340m/s και του φωτός 300.000.000m/s ή 3·10⁸ m/s. Γιατί λέμε ότι το φως “αντιλαμβάνεται” τον ήχο ως άκινητο;
17. Το 1977 εκτοξεύτηκε από τη NASA το διαστημικό όχημα Voyager 1, με σκοπό να περάσει έξω από τα όρια του ηλιακού μας συστήματος. Στις 25 Αυγούστου 2012, 35 χρόνια μετά, οι επιστήμονες ανακοίνωσαν ότι το όχημα εισήλθε στον μεσοαστρικό χώρο (δηλαδή βγήκε από το ηλιακό μας σύστημα). Τα ηλεκτρομαγνητικά σήματα που έστειλε ο Voyager χρειάστηκαν 17 ώρες για να φτάσουν στη Γη. Υπολογίστε πόσο μακρυά από τη Γη βρισκόταν στις 25 Αυγούστου του ’12, γνωρίζοντας ότι τα ηλεκτρομαγνητικά σήματα τρέχουν με την ταχύτητα του φωτός.
18. Με πόσα km ισούται απόσταση ίση με 1ε.φ. (έτος φωτός);
19. Επιλέξτε τη σωστή πρόταση. Ο Α του Κενταύρου είναι ο πλησιέστερος προς τη Γη αστέρας και απέχει 4ε.φ. Αυτό σημαίνει ότι:
    1. Για να φτάσουμε στον Α του Κενταύρου χρειαζόμαστε να ταξιδέψουμε 4 χρόνια.
    2. Η απόσταση Γης – αστέρα είναι 4 φορές πιο μεγάλη από την απόσταση Γης – Ήλιου.
    3. Ο Α του Κενταύρου δημιουργήθηκε πριν 4 χρόνια.
    4. Αν μπορούσαμε να ταξιδέψουμε με την ταχύτητα του φωτός θα φτάναμε στον Α του Κενταύρου σε 4 χρόνια.
20. Οι αστρονόμοι ισχυρίζονται ότι όσο πιο μακρυά κοιτούν με τα τηλεσκόπια, τόσο ξεδιπλώνεται μπροστά τους η ιστορία του σύμπαντος. Μπορείτε να δώσετε μία εξήγηση στον ισχυρισμό αυτό;

Γιάννης Γαϊσίδης

gaisidis@viewonphysics.gr