Φως

Επιστήμη του Φωτός


Από τι είναι φτιαγμένο το φως;

Αυτή δεν είναι μια εύκολη ερώτηση. Το φως δεν έχει μάζα και δεν θεωρείται πραγματικά ύλη. Υπάρχει, λοιπόν, ακόμη; Φυσικά! Δεν μπορούσαμε να ζήσουμε χωρίς φως. Σήμερα οι επιστήμονες λένε ότι το φως είναι μια μορφή ενέργειας φτιαγμένη από φωτόνια. Το φως είναι μοναδικό στο ότι συμπεριφέρεται σαν σωματίδιο και κύμα.

Γιατί περνάει το φως μερικά πράγματα και όχι άλλα;

Ανάλογα με τον τύπο της ύλης που έρχεται σε επαφή, το φως θα συμπεριφέρεται διαφορετικά. Μερικές φορές το φως θα περάσει απευθείας μέσα από την ύλη, όπως με αέρα ή νερό. Αυτός ο τύπος ύλης ονομάζεται διαφανής. Άλλα αντικείμενα αντανακλούν εντελώς το φως, όπως ένα ζώο ή ένα βιβλίο. Αυτά τα αντικείμενα ονομάζονται αδιαφανή. Ένας τρίτος τύπος αντικειμένου κάνει μερικά από τα δύο και τείνει να διασκορπίζει το φως. Αυτά τα αντικείμενα ονομάζονται ημιδιαφανή αντικείμενα.

Το φως μας βοηθά να επιβιώσουμε

Χωρίς το φως του ήλιου, ο κόσμος μας θα ήταν ένα νεκρό σκοτεινό μέρος. Το φως του ήλιου κάνει κάτι περισσότερο από απλώς να μας βοηθήσει να δούμε (το οποίο είναι επίσης υπέροχο). Το φως του ήλιου διατηρεί τη Γη ζεστή, οπότε δεν είναι απλώς μια παγωμένη μπάλα στο διάστημα. Είναι επίσης ένα σημαντικό συστατικό της φωτοσύνθεσης, το οποίο μεγαλώνει και λαμβάνει θρεπτικά συστατικά στο μεγαλύτερο μέρος της φυτικής ζωής στη Γη. Το φως του ήλιου είναι πηγή ενέργειας καθώς και πηγή βιταμίνης D για τον άνθρωπο.

Η ταχύτητα του φωτός

Το φως κινείται με την ταχύτερα γνωστή ταχύτητα στο σύμπαν. Τίποτα δεν κινείται πιο γρήγορα από (ή ακόμη και κοντά) στην ταχύτητα του φωτός. Σε κενό, όπου δεν υπάρχει τίποτα να το επιβραδύνει, το φως ταξιδεύει 186.282 μίλια το δευτερόλεπτο! Ουάου, αυτό είναι γρήγορο! Όταν το φως περνά μέσα από την ύλη, όπως ο αέρας ή το νερό, επιβραδύνει μερικά, αλλά εξακολουθεί να είναι αρκετά γρήγορο.

Για να σας δώσουμε μια ιδέα για το πόσο γρήγορο είναι το φως, θα σας δώσουμε μερικά παραδείγματα. Ο Ήλιος απέχει σχεδόν 93 εκατομμύρια μίλια από τη Γη. Χρειάζονται περίπου 8 λεπτά για να φτάσει το φως από τον Ήλιο στη Γη. Χρειάζονται περίπου 1,3 δευτερόλεπτα για να περάσει το φως από το φεγγάρι στη Γη.

Διάθλαση

Κανονικά, το φως ταξιδεύει σε μια ευθεία διαδρομή που ονομάζεται ακτίνα, ωστόσο, όταν διέρχεται από διαφανή υλικά, όπως νερό ή γυαλί, οι στροφές ή οι στροφές του φωτός. Αυτό συμβαίνει επειδή διαφορετικά υλικά ή μέσα έχουν διαφορετικές ποιότητες. Σε κάθε τύπο μέσου, είτε πρόκειται για αέρα είτε για νερό ή γυαλί, το μήκος κύματος του φωτός θα αλλάξει, αλλά όχι η συχνότητα. Ως αποτέλεσμα, η κατεύθυνση και η ταχύτητα του διακινούμενου κύματος φωτός θα αλλάξει και το φως θα φαίνεται να κάμπτει ή να αλλάζει κατευθύνσεις.



Ένα παράδειγμα διάθλασης είναι ένα πρίσμα. Τα πρίσματα είναι μοναδικά στο ότι κάθε χρώμα του φωτός διαθλάται σε διαφορετική γωνία. Έτσι μπορεί να πάρει λευκό φως από τον Ήλιο και να στείλει φως διαφόρων χρωμάτων.

Οι φακοί χρησιμοποιούν τη διάθλαση για να μας βοηθήσουν να δούμε τα πράγματα. Τα τηλεσκόπια μας βοηθούν να δούμε πράγματα πολύ μακριά και τα μικροσκόπια μας επιτρέπουν να βλέπουμε πολύ μικρά πράγματα. Ακόμα και τα γυαλιά χρησιμοποιούν διάθλαση, ώστε να μπορούμε να βλέπουμε τα καθημερινά πράγματα πιο καθαρά.