Φύλλο Εργασίας: Κυματική Φύση του Φωτός (Β' Λυκείου)

Χρόνος δραστηριότητας: 45 λεπτά

Σύντομη Θεωρία

Η κυματική φύση του φωτός αποτελεί μια από τις θεμελιώδεις ιδιότητες της ηλεκτρομαγνητικής ακτινοβολίας. Ο James Clerk Maxwell διατύπωσε την ηλεκτρομαγνητική θεωρία, σύμφωνα με την οποία το φως είναι ηλεκτρομαγνητικά κύματα που διαδίδονται με ταχύτητα c. Το θεμελιώδες σχήμα της κυματικής σχέσης είναι:

c = λ · f,
όπου c είναι η ταχύτητα του φωτός στο κενό, λ (λάμδα) είναι το μήκος κύματος και f είναι η συχνότητα.

Οι σημαντικοί επιστήμονες που υποστήριξαν ή/και ενίσχυσαν την κυματική φύση του φωτός περιλαμβάνουν τον Christian Huygens, τον Thomas Young, τον Augustin-Jean Fresnel και τον ίδιο τον James Clerk Maxwell.

Πειράματα που αναδεικνύουν την Κυματική Φύση

• Πείραμα διπλής σχισμής του Young: Έδειξε φαινόμενα συμβολής (interference) όταν το φως περνάει από δύο μικρές σχισμές, δημιουργώντας κροσσωτούς φωτεινούς και σκοτεινούς δακτυλίους. Το φαινόμενο αυτό αποδεικνύει ότι το φως συμπεριφέρεται ως κύμα.
• Περίθλαση (diffraction): Όταν το φως διέρχεται από μικρά ανοίγματα ή εμπόδια, παρατηρούνται χαρακτηριστικοί κροσσοί περίθλασης, ένδειξη ότι το φως εμφανίζει κυματικές ιδιότητες.

Ερωτήσεις Πολλαπλής Επιλογής

Απαντήστε στις παρακάτω 15 ερωτήσεις. Στο τέλος, πατήστε «Βαθμολόγηση» για να δείτε τις σωστές και λάθος απαντήσεις.

1. Ποιος από τους παρακάτω επιστήμονες πραγματοποίησε το πείραμα διπλής σχισμής;

2. Στη σχέση c = λf, το σύμβολο λ εκφράζει:

3. Ποιος υποστήριξε πρώτος τη θεωρία ότι το φως είναι κύμα;

4. Το πείραμα της διπλής σχισμής καταδεικνύει βασικά το φαινόμενο:

5. Ο Maxwell διατύπωσε ότι το φως είναι κύμα:

6. Στην κυματική φύση του φωτός, η ταχύτητα του φωτός στο κενό (c) είναι περίπου:

7. Το φαινόμενο της περίθλασης εμφανίζεται όταν το φως:

8. Η διατύπωση ότι «το φως αποτελεί κύμα» ονομάζεται:

9. Ποιο από τα παρακάτω φαινόμενα υποδηλώνει πιο ξεκάθαρα την κυματική φύση του φωτός;

10. Σύμφωνα με τη σχέση c = λf, αν αυξηθεί η συχνότητα (f) του κύματος, τότε το μήκος κύματος λ:

11. Σύμφωνα με την ηλεκτρομαγνητική θεωρία του Maxwell, το φως αποτελείται από:

12. Ποιος νόμος ή εξίσωση ΔΕΝ σχετίζεται άμεσα με την κυματική φύση του φωτός;

13. Ο Huygens εισήγαγε την αρχή ότι κάθε σημείο ενός μετώπου κύματος λειτουργεί ως:

14. Η κυματική θεωρία μπορεί να εξηγήσει επιτυχώς:

15. Αν ακολουθείτε την κυματική θεώρηση, τότε το φως μεταφέρει: