Εκφάνσεις της ολικής ανάκλασης του φωτός. (Του Ξενοφώντα Στεργιάδη, φυσικού, MSc.)

      Το φαινόμενο της ολικής ανάκλασης εμφανίζεται σε μια πλειάδα εφαρμογών, θα προσπαθήσουμε να περιγράψουμε μερικές από αυτές. Οι εφαρμογές που ακολουθούν ως ερωτήσεις δικαιολόγησης έχουν διατυπωθεί με τέτοιο τρόπο ώστε να εντάσσονται αυτοτελώς στην διδακτέα και εξεταστέα ύλη του μαθήματος της Φυσικής Θετικής και Τεχνολογικής κατεύθυνσης. Επομένως δεν προϋποθέτουν τη γνώση των όρων και εννοιών που τις συνοδεύουν η παράθεσή των οποίων γίνεται για να κατανοηθούν, από όσους έχουν ενδιαφέρον,όσα αναφέρονται ακροθιγώς ή αποσπασματικά στα πλαίσια της διδακτέας ύλης.

 Εκφάνσεις της ολικής ανάκλασης του φωτός. (Του Ξενοφώντα Στεργιάδη, φυσικού, MSc.)

Η εργασία έχει αναρτηθεί στο δίκτυο "Υλικό Φυσικής-Χημείας" του φίλου και συνάδελφου Διονύση Μάργαρη. 
 

 http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/thumb/c/c0/Total_internal_reflection_of_Chelonia_mydas_.jpg/800px-Total_internal_reflection_of_Chelonia_mydas_.jpg

Ταλαντώσεις σώματος αλλά και συστήματος ή περί ανηγμένης μάζας και άλλα σχετικά.(Του Διονύση Μάργαρη).

     Τα  δυο σώματα Α και Β με ίσες μάζες m₁=m₂=m=1kg, ηρεμούν όπως στο σχήμα, όπου το ελατήριο έχει σταθερά k=100Ν/m, ενώ το Α βρίσκεται σε ύψος h=0,2m από το έδαφος. Απομακρύνουμε κατακόρυφα προς τα πάνω το σώμα Α, κατά y₁=0,1m και σε μια στιγμή που θεωρούμε t=0, το αφήνουμε ελεύθερο να κινηθεί εκτελώντας ΑΑΤ.

i) Να βρεθεί η εξίσωση της απομάκρυνσής του σε συνάρτηση με το χρόνο, θεωρώντας την προς τα πάνω κατεύθυνση θετική.

ii) Να βρεθεί η εξίσωση της τάσης του νήματος σε συνάρτηση με το χρόνο και να γίνει η γραφική της παράσταση.

iii) Τη στιγμή που η τάση του νήματος γίνεται ελάχιστη για τρίτη φορά, το νήμα κόβεται και τα σώματα πέφτουν. Με την κρούση με το έδαφος το σώμα Α προσκολλάται. Να βρεθεί η ενέργεια της ταλάντωσης που θα εκτελέσει το Β σώμα.

Δίνεται g=10m/s².

 

Ταλαντώσεις σώματος αλλά και συστήματος ή περί ανηγμένης μάζας και άλλα σχετικά.

(Η εργασία έχει αναρτηθεί στο δίκτυο "Υλικό Φυσικής Χημείας" του φίλου και  συνάδελφου Διονύση Μάργαρη.)

Ροπή αδράνειας σφαίρας

          Στα επόμενα κάνουμε χρήση της  χωρίς κάποιο φυσικό νόημα «ροπής αδράνειας ως προς σημείο» για να διευκολύνουμε τους υπολογιμούς μας...

 Ροπή αδράνειας σφαίρας

Όταν η γωνία πρόσπτωσης είναι ίση με την κρίσιμη, τότε το κύμα ανακλάται μερικώς ή ολικώς; (Του Βαγγέλη Κορφιάτη, PhD)

   "  Όλο το φυσικό περιεχόμενο της διάδοσης – ανάκλασης και διάθλασης των ηλεκτρομαγνητικών κυμάτων περιέχεται στις τέσσερις εξισώσεις του Maxwell.

Στον παρακάτω αρχείο περιέχεται μια προσπάθεια εξαγωγής όλων των ιδιοτήτων των επίπεδων ηλεκτρομαγνητικών κυμάτων «από το μηδέν»

• Μελετάται η διάδοση ενός επίπεδου ηλεκτρομαγνητικού κύματος σε ένα μη αγώγιμο μέσο
• Μελετάται η ανάκλαση και διάδοσή του όταν προσπίπτει κάθετα στην διαχωριστική επιφάνεια  δύο οπτικών μέσων.
• Παράγεται ο νόμος του Snell στην περίπτωση της πλάγιας πρόσπτωσης σαν αποτέλεσμα των συνοριακών συνθηκών που ισχύουν στην διαχωριστική επιφάνεια
• Υπολογίζεται το ποσοστό της προσπίπτουσας ενέργειας που ανακλάται και το ποσοστό που διαθλάται.

Το συμπέρασμα που προκύπτει από την μελέτη τόσο για πόλωση παράλληλη στο επίπεδο πρόσπτωσης όσο και για κάθετη στο επίπεδο πρόσπτωσης είναι ότι:

Στην περίπτωση που το κύμα διαδίδεται από οπτικώς πυκνότερο μέσο σε οπτικώς αραιότερο και η γωνία πρόσπτωσης είναι ίση με την κρίσιμη, τότε το κύμα ανακλάται ολικά."

 

 

Μπορείτε να διαβάσετε την εργασία του Βαγγέλη Κορφιάτη (PhD):
 

 

ΠΡΟΧΕΙΡΕΣ ΣΗΜΕΙΩΣΕΙΣ ΣΤΑ ΕΠΙΠΕΔΑ ΗΛΕΚΤΡΟΜΑΓΝΗΤΙΚΑ ΚΥΜΑΤΑ 

 

(Η εργασία έχει αναρτηθεί στο δίκτυο "Υλικό Φυσικής Χημείας" του συνάδελφου Διονύση Μάργαρη.)
  

http://ylikonet.gr/group/univ/forum/topics/3647795:Topic:119834?xg_source=activity

http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/c/c0/Total_internal_reflection_of_Chelonia_mydas_.jpg

 

 

 

 

Συντελεστής κρούσης ή συντελεστής επαναφοράς ή αποκατάστασης COR ( Coefficient of restitution ) (Του Δημήτρη Γκενέ).

 Από την εργασία του φίλου και συνάδελφου Δημήτρη Γκενέ:

"Για το θέμα είχε γίνει σχετική ανάρτηση από τον Νίκο Σταματόπουλο εδώ. ( στη σχετική συζήτηση είχε προταθεί επέκταση της εφαρμογής και για διατρήσεις )

Αλλά το θέμα είχε θίξει για κεντρικές κρούσεις και ο Γιάννης Δρογραματζάκης εδώ

Εδώ θα συζητήσουμε μόνο μερικές εφαρμογές σε κρούσεις επί ελεύθερων στερεών.

Το θέμα το επαναφέρω κυρίως λόγω της χρήσης του σε εφαρμογές όπως το i.p. ( ορισμός ελαστικότητας στις ιδιότητες των στερεών )"... 

Μπορείτε να διαβάσετε την εργασία του Δημήτρη Γκενέ, πατώντας  ΕΔΩ 

    Η εργασία έχει αναρτηθεί στο δίκτυο "Υλικό Φυσικής-Χημείας" του φίλου και συνάδελφου Διονύση Μάργαρη.

 

http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/d/de/Inelastischer_sto%C3%9F.gif

Το ρολόι της εκκλησίας και ο υπερβατικός χρόνος. (Του Ξενοφώντα Στεργιάδη, MSc.).

"Το ρολόι της εκκλησίας και ο «υπερβατικός χρόνος"

         Το κυκλικό ρολόι του κωδωνοστασίου μιας εκκλησίας έχει ωροδείκτη μάζας m_ω=6Kg και μήκους L_ω=2m  και λεπτοδείκτη μάζας m_λ=10Kg και μήκους L_λ=3m.Οι δύο δείκτες θεωρούνται ομογενείς και ισοπαχείς ράβδοι.

α. Θεωρούμε ως αρχή μέτρησης του χρόνου (t=0) τη χρονική στιγμή που το ρολόι δείχνει 12:00. Να βρείτε την έκφραση της συνολικής ροπής των δύο δεικτών, ως προς τον άξονα περιστροφής τους σε συνάρτηση με το χρόνο, τ_ολ=f(t).

β. Να υπολογιστούν οι τιμές της συνολικής ροπής των δύο δεικτών, όταν το ρολόι της εκκλησίας δείχνει:

i.12:00     ii.3:00     iii.5:15     iv.6:00     v.8:20     vi.9:45

γ. Να σχεδιάσετε ποιοτικά τη γραφική παράσταση της κατάλληλης έκφρασης f(t), ώστε, με τη βοήθειά της, να υπολογίσετε το πλήθος των μηδενισμών της συνολικής ροπής των δύο δεικτών στο χρόνο που απαιτείται για μια πλήρη περιστροφή του ωροδείκτη.

δ. Να προσδιορίσετε με προσέγγιση δευτερολέπτου την ώρα που δείχνει το ρολόι, όταν η συνολική ροπή των δύο δεικτών είναι μηδέν. (Το ερώτημα απευθύνεται σε συναδέλφους και σε όσους έχουν ιδιαίτερο ενδιαφέρον για τη Φυσική.)

Να θεωρήσετε ότι g=9,8 m/s² και θετικές τις ροπές που στρέφουν αντίθετα από τη φορά περιστροφής των δεικτών....

Δείτε την εργασία του φίλου και συνάδελφου Ξενοφώντα Στεργιάδη (MSc.):

 Το ρολόι της εκκλησίας και ο «υπερβατικός χρόνος

     Η παραπάνω εργασία έχει αναρτηθεί στο δίκτυο: "Υλικό Φυσικής-Χημείας" του φίλου και συνάδελφου Διονύση Μάργαρη.

 

Μια τροχαλία, ένα γιο-γιο και ένας κύβος. (Του Διονύση Μάργαρη)

     Γύρω από έναν κύλινδρο (γιο-γιο) Α, μάζας m₁=0,3kg έχουμε τυλίξει ένα αβαρές νήμα, το οποίο αφού περάσουμε από μια τροχαλία, στο άλλο άκρο του δένουμε έναν κύβο Β, όπως στο σχήμα. Συγκρατούμε τα δύο σώματα, με τεντωμένο το νήμα, στο ίδιο ύψος.

i)   Αφήνουμε τα σώματα ελεύθερα και παρατηρούμε ότι το σώμα Β παραμένει ακίνητο στη θέση του. Να βρεθεί η μάζα του σώματος Β.

ii)  Αντικαθιστούμε τον κύβο Β, με άλλον Β΄, μάζας m₂=0,2kg και επαναλαμβάνουμε το πείραμα, αφήνοντας ελεύθερα τα δυο σώματα τη στιγμή t₀=0.  Αν η μάζα της τροχαλίας είναι ίση με Μ=0,4kg, να βρεθεί η κατακόρυφη απόσταση μεταξύ των σωμάτων Α και Β΄ τη χρονική στιγμή t₁=0,5s.

Δίνεται η ροπή αδράνειας ως προς τον άξονα περιστροφής του κυλίνδρου και της τροχαλίας Ι₁= ½ m₁r² και I₂= ½ MR², g=10m/s² ενώ το νήμα δεν γλιστρά στο αυλάκι της τροχαλίας.

      Μια άσκηση στο στερεό, για μαθητές της Γ΄Λυκείου, από τον συνάδελφο Διονύση Μάργαρη. Η άσκηση αυτή, συνοδευόμενη από την λύση της, έχει αναρτηθεί στην ενότητα "ΦΥΣΙΚΗ Γ ΛΥΚΕΙΟΥ" στο δίκτυο "Υλικό Φυσικής-Χημείας" του Διονύση Μάργαρη.



 Μπορείτε να κατεβάσετε την άσκηση και τη λύση της:


Μια τροχαλία, ένα γιο-γιο και ένας κύβος. 

ΑΛΛΗΛΕΠΙΔΡΑΣΗ ΥΛΗΣ-ΦΩΤΟΣ. (ΑΠΟ ΤΟΝ ΠΑΝΟ ΜΟΥΡΟΥΖΗ).

Στη Γ’ Λυκείου στη γενική παιδεία, διδάσκοντας τις συνθήκες του Βorh λέμε στους μαθητές μας ότι αν ένα φωτόνιο έχει ενέργεια που αντιστοιχεί σε κάποιο επιτρεπτό ενεργειακό άλμα του ατόμου, τότε απορροφάται από το ηλεκτρόνιο του ατόμου. Αν όχι τότε περνάει από το υλικό χωρίς αλληλεπίδραση. Έτσι δημιουργούνται τα φάσματα απορρόφησης των αερίων, αφού βορβαδίζοντας τα άτομα με λευκή ακτινοβολία ( δηλαδή με όλες τις ορατές συχνότητες ) θα απορροφηθούν μόνο αυτές που αντιστοιχούν σε επιτρεπτά ενεργειακά άλματα. Εδώ ακριβώς αρχίζουν να γεννούνται ορισμένες απορίες.

1^η απορία.

Ως γνωστό όταν ένα ηλεκτρόνιο βρεθεί σε μια διεγερμένη στάθμη, πολύ γρήγορα θα πέσει από αυτήν εκπέμποντας πάλι φωτόνια. γιατί τότε δημιουργούνται σκοτεινές γραμμές στο φάσμα απορρόφησης αφού τα φωτόνια επανεκπέπονται;

2^η απορία.

Γιατί για τις υπόλοιπες συχνότητες που δεν έχουμε αλληλεπίδραση, έχουμε καθυστέρηση στην ταχύτητα διάδοσης του φωτός από το μέσο; Με άλλα λόγια πως εξηγείται κβαντικά ο δείκτης διάθλασης των διαφανών σωμάτων;

3^η απορία.

Γιατί ο δείκτης διάθλασης των περισσοτέρων διαφανών υλικών κυμαίνεται στην περιοχή 1-2

4^η απορία.

Γιατί ο δείκτης διάθλασης στις υψηλές συχνότητες είναι μεγαλύτερος;

Σκοπός αυτού του άρθρου είναι να λύσει μέσα στα πλαίσια της φυσικής του λυκείου αυτές τις απορίες....

(Από την εισαγωγή της εργασίας του Πάνου Μουρούζη). 

Μπορείτε να κατεβάσετε την εργασία, πηγαίνοντας στη σελίδα:

      Διάφορα Επιστημονικά Άρθρα

      και επιλέγοντας το άρθρο :

     Αλληλεπίδραση  ύλης φωτός  (άρθρο 56)


    Η Ιστοσελίδα του ΕΚΦΕ Κέρκυρας:

    ΕΚΦΕ ΚΕΡΚΥΡΑΣ


    Μπορείτε επίσης να δείτε και τη (σχετική) ανάρτηση:

 Η σταθερότητα των ατόμων (ανανεωμένο). (N. Bohr)

 ή να κατεβάσετε απ΄ευθείας την εργασία:

 Το πρότυπο του Bohr για το άτομο του υδρογόνου 

http://nothingnerdy.wikispaces.com/file/view/bohr_hydrogen.gif/88059503/bohr_hydrogen.gif

                        http://www.glogster.com/media/5/35/29/25/35292540.jpg