ΦΩΣ ΚΑΙ ΣΚΙΑ. Πως δημιουργείτε η σκιά στη φυσική ;

Transcript

1 ΦΩΣ ΚΑΙ ΣΚΙΑ Πως δημιουργείτε η σκιά στη φυσική ;

2 Λόγω της ευθύγραμμης διάδοσης του φωτός, όταν μεταξύ μιας φωτεινής πηγής και ενός περάσματος παρεμβάλλεται ένα αδιαφανές σώμα, δημιουργείτε στο πέρασμα σκιά. Το μέγεθος της σκιάς εξαρτάται από την απόσταση το σχήμα της σκιάς εξαρτάται από τη σχετική θέση φωτεινής πηγής αντικειμένου πετάσματος.

3 Αν παρατηρήσεις προσεκτικά τις σκιές που σχηματίζονται γύρω σου, βλέπεις ότι κάποιες από αυτές έχουν σαφή όρια. Τέτοιες είναι οι σκιές που σχηματίζονται από φωτεινές πηγές μικρών διαστάσεων (π.χ. προβολέας) που βρίσκονται κοντά στο σώμα ή από φωτεινές πηγές που βρίσκονται πολύ μακριά, όπως ο Ήλιος. Σε αυτές τις περιπτώσεις η φωτεινή πηγή θεωρείται ότι είναι ένα σημείο και ονομάζεται σημειακή. Ακόμα και το μέγεθος της σκιάς εξαρτάται από την απόσταση του αντικειμένου από τη φωτεινή πηγή και της επιφάνειας στην οποία σχηματίζεται η σκιά. Οι περισσότερες όμως σκιές δεν έχουν σαφή όρια. Στο κεντρικό τμήμα της σκιάς υπάρχει συνήθως μια σκοτεινή περιοχή που είναι κυρίως σκιά, ενώ γύρω από την κυρίως σκιά υπάρχει μια περιοχή που φωτίζεται εν μέρει και ονομάζεται παρασκιά. Στην περιοχή της κυρίως σκιάς δεν φθάνει καμία από τις φωτεινές ακτίνες που προέρχονται από τη φωτεινή πηγή, ενώ στην περιοχή της παρασκιάς φθάνουν μόνο ορισμένες από τις φωτεινές ακτίνες, ενώ οι υπόλοιπες αποκόπτονται από το σώμα.

4 Πως δημιουργείτε η έκλειψη ηλίου ; Όταν η σελήνη παρεμβάλλεται μεταξύ του ήλιου και της γης, η σκιά της σελήνης σχηματίζεται σε ένα τμήμα της γης, με αποτέλεσμα το φως του ήλιου να μη φτάνει στο τμήμα αυτό, όπως φαίνεται στο σχήμα που ακολουθεί. Το φαινόμενο αυτό ονομάζεται έκλειψη ηλίου.

5 Ολική και μερική έκλειψη ηλίου Συνήθως, ο όρος έκλειψη χρησιμοποιείται για την περιγραφή μιας έκλειψης Ηλίου ή μιας έκλειψης Σελήνης. Την σημερινή εποχή, η έκλειψη Ηλίου μπορεί να είναι μερική, όταν ο παρατηρητής στη Γη βλέπει τη Σελήνη να μην καλύπτει ολόκληρο τον δίσκο του Ήλιου, ή ολική. Αντίθετα, η έκλειψη Σελήνης είναι πάντα ολική

6 Πως δημιουργείτε η έκλειψη σελήνης ; Για να συμβεί έκλειψη Σελήνης θα πρέπει αυτή να βρεθεί στη σκιά της Γης. Αυτό μπορεί να συμβεί μόνο όταν ο Ήλιος, η Γη και η Σελήνη βρίσκονται πάνω στην ίδια ευθεία γραμμή ή περίπου πάνω στην ίδια ευθεία γραμμή και με τη Γη να βρίσκεται ανάμεσα στα δύο ουράνια σώματα

7 Οι φάσεις της Σελήνης Όταν η Γη βρίσκεται μεταξύ Σελήνης και Ηλίου βλέπουμε όλη τη φωτισμένη περιοχή της Σελήνης: τότε έχουμε πανσέληνο (θέση 3). Όταν η Σελήνη βρίσκεται μεταξύ Γης και Ηλίου έχει στραμμένη τη σκοτεινή πλευρά της προς τη Γη, οπότε δεν είναι ορατή από τη Γη: τότε έχουμε τη νέα Σελήνη (θέση 1). Οι φάσεις της Σελήνης επαναλαμβάνονται σε κάθε περιφορά της γύρω από τη Γη, η οποία διαρκεί 29,5 ημέρες περίπου (σεληνιακός κύκλος). Πρόβλεψη των ηλιακών και σεληνιακών εκλείψεων. Το φαινόμενο των εκλείψεων είναι περιοδικό και γι αυτό το λόγο είναι εύκολο να προβλεφθεί ο χρόνος που αυτές θα συμβούν. Η κίνηση της γραμμής των συνδέσμων εκτελεί μία πλήρη περιστροφή σε περίπου 18 χρόνια και 11 ημέρες. Η περίοδος αυτή ονομάζεται περίοδος Σάρος και η μέθοδος προσδιορισμού των εκλείψεων ονομάζεται κύκλος του Σάρος.

8 Βόρειο( η νότιο) Σέλλας Το φαινόμενο αυτό είναι από τα ωραιότερα που προσφέρει η Φύση σε ποικιλία χρωμάτων και σχεδίων σε αιφνίδιες εμφανίσεις και με γρήγορες σχετικά μεταμορφώσεις. Η εμφάνιση του Σέλας, αν και πολύ σπάνια για παραμεσόγειες χώρες, κίνησε το ενδιαφέρον των ανθρώπων από την αρχαιότητα και ήταν γνωστό στους αρχαίους Έλληνες. Η φωτοβολία της ατμόσφαιρας (πάντα κατά τον Αριστοτέλη) δεν είναι ομοιογενής αλλά τα φάσματα του φαινομένου αυτού παρουσιάζουν χάσματα. Και είναι εκείνα που παρουσιάζουν ακριβώς το Σέλας ως κυματιζόμενες "ουράνιες κουρτίνες" ή "ουράνιες μπαλαρίνες" όπως χαρακτηρίζεται το φαινόμενο από τους σύγχρονους παρατηρητές. Το Σέλας τόσο το Βόρειο όσο και το Νότιο παρατηρείται συχνότερα κατά μήκος ζώνης της οποίας το κέντρο απέχει από τους πόλους περίπου 10 μοίρες. Ενώ ακριβώς πάνω από τους Πόλους εμφανίζονται πολύ αραιότερα

9

10 Πείραμα Ερατοσθένη όπου εφαρμόζονται οι ιδιότητες της σκιάς Ένα από τα πιο σημαντικά πειράματα που πραγματοποιήθηκε στην ιστορία της ανθρωπότητας ήταν η μέτρηση της περιφέρειας της Γης από τον Ερατοσθένη τον 3 π.χ. αιώνα. Ο Ερατοσθένης πληροφορήθηκε ότι στη Συήνη (σημερινό Ασουάν) ο ήλιος κατά το μεσημέρι του θερινού ηλιοστασίου ρίχνει τις ακτίνες του κάθετα στον ορίζοντα και φωτίζει τον πυθμένα ενός πηγαδιού. Την ίδια στιγμή στην Αλεξάνδρεια οι ακτίνες του ηλίου σχηματίζουν μια γωνία 7,2 ο με την κατακόρυφο του τόπου. Στη συνέχεια μέτρησε την απόσταση Αλεξάνδρειας - Συήνης και υπολόγισε, όπως φαίνεται στο σχήμα που ακολουθεί, με αξιοζήλευτη ακρίβεια την περιφέρεια της γης. Με αυτή λοιπόν την απλή παρατήρηση ο Ερατοσθένης έφτασε στο συμπέρασμα ότι η Γη είναι σφαιρική και όχι επίπεδη. Μέτρησε μάλιστα το μήκος της σκιάς της ράβδου και από τη μέτρηση αυτή είδε ότι οι ακτίνες του ήλιου σχημάτιζαν με τη κάθετη ράβδο μια γωνία 7ο12' δηλαδή το 1/50 ενός πλήρους κύκλου