ΤΑ ΠΟΤΗΡΙΑ ΕΞΑΦΑΝΙΣΤΗΚΑΝ! Η ‘‘ΜΑΓΕΙΑ’’ ΤΗΣ ΦΥΣΙΚΗΣ / Δημήτρης Κόρακας / THE GLASSES DISAPPEARED!

Μπορούμε σαν ταχυδακτυλουργοί να ‘‘εξαφανίσουμε’’ ποτήρια;

Με ηλιέλαιο (ή γλυκερίνη) μπορούμε να τα καταφέρουμε !

Αρχικά τοποθετούμε τα τρία ποτήρια διαφορετικού μεγέθους το ένα μέσα στο άλλο. Ξεκινάμε να γεμίζουμε με ηλιέλαιο το μικρότερο ποτήρι μέχρι να υπερχυλίσει και συνεχίζουμε μέχρι τελικά να καλυφθούν τα δύο ποτήρια με ηλιέλαιο.

Παρατηρούμε ότι όσο ανεβαίνει η στάθμη του ηλιέλαιου τα ποτήρια ‘‘εξαφανίζονται’’.

Η ερμηνεία βρίσκεται στο ότι το ηλιέλαιο και το γυαλί έχουν σχεδόν τον ίδιο δείκτη διάθλασης με αποτέλεσμα να μπορούμε να τα θεωρήσουμε σαν ένα υλικό, επειδή έχουν παρόμοια επίδραση στο φως. Έτσι ένα μέρος του φωτός περνά από μέσα τους, ένα μέρος ανακλάται αλλά εμείς δεν μπορούμε να τα ξεχωρίσουμε και τα βλέπουμε σαν ένα.

Κάθε υλικό επιτρέπει στο φως να το διαπερνά με διαφορετική ταχύτητα με αποτέλεσμα να χαρακτηρίζεται από έναν δείκτη διάθλασης ο οποίος δίνεται από τη σχέση:

n= c/u

όπου c η ταχύτητα του φωτός στο κενό και u η ταχύτητα του φωτός στο μέσο διάδοσης.

Ο δείκτης διάθλασης ενός μέσου εκφράζει τη σχέση μεταξύ της ταχύτητας που έχει το φως όταν διασχίζει το μέσο, και της ταχύτητας που έχει το φως που διαδίδεται στο κενό. Όταν το φως αλλάζει μέσο διάδοσης αλλάζει και ταχύτητα, κι αυτό έχει επίδραση στην πορεία διάδοσης του φωτός• το φως διαθλάται. Καθώς επιβραδύνει ή επιταχύνει, το φως στρίβει, αν πέφτει υπό γωνία (όχι κάθετα) στην επιφάνεια που χωρίζει τα δύο μέσα. Έτσι ο δείκτης διάθλασης καθορίζει και τη γωνία κατά την οποία αλλάζει η διεύθυνση της διάδοσης του φωτός καθώς αυτό μεταβαίνει από μέσο σε μέσο.

Ο δείκτης διάθλασης δεν εξαρτάται μόνο από το μέσο αλλά πολλές φορές και από τον προσανατολισμό του μέσου σε σχέση με τη διεύθυνση που το διαπερνά το φως. Η δομή του υλικού, ιδίως στα στερεά που διατάσσουν με συγκεκριμένο τρόπο τα δομικά τους στοιχεία (άτομα) στον χώρο, επιτρέπει να αλλάζει ο δείκτης διάθλασης όταν αλλάζει η διεύθυνση διέλευσης του φωτός στο υλικό, και επιτρέπει ακόμη και διπλό δείκτη διάθλασης, δηλαδή το φως μπορεί να χωρίζει ακολουθώντας διαφορετικές διαδρομές στο νέο μέσο.

Ο δείκτης διάθλασης είναι διαφορετικός για διαφορετικές συχνότητες (ή μήκη κύματος) του φωτός στο ίδιο μέσο.

Διάθλαση φωτός χαρακτηρίζεται κάθε οπτικό φαινόμενο της εκτροπής της διεύθυνσης των φωτεινών ακτίνων κατά τη μετάβασή τους από ένα διαπερατό μέσο διάδοσης με δείκτη διάθλασης n1 σε άλλο μέσο διάδοσης με δείκτη διάθλασης n2 (με n1 διάφορο n2). Η διαχωριστική επιφάνεια των δύο μέσων ονομάζεται δίοπτρο. Το φαινόμενο αυτό, που οφείλεται στη διαφορετική ταχύτητα διάδοσης του φωτεινού κύματος και που εξαρτάται από το διαπερατό μέσο στο οποίο διαδίδεται το κύμα εξετάζει η Κυματική οπτική. Αντίθετα τη μελέτη των γωνιών η Γεωμετρική οπτική.