Ηλεκτρομαγνητισμός

                                                         
Από τα αρχαία χρόνια παρατηρήθηκε η ιδιότητα που έχουν ορισμένα πετρώματα να έλκουν σιδερένια αντικείμενα. Αυτό το φαινόμενο ονομάστηκε ΜΑΓΝΗΤΙΣΜΟΣ.

Μαγνήτης ονομάζεται οποιοδήποτε μεταλλικό σώμα δημιουργεί μαγνητικό πεδίο γύρω του.

                                     
Η χαρακτηριστική ιδιότητα των μαγνητών είναι η ελκτική δύναμη που ασκούν σε ορισμένα υλικά που ονομάζονται σιδηρομαγνητικά, στο σίδηρο, στο νικέλιο και στο κοβάλτιο. Οι μαγνητικές ιδιότητες οφείλονται στον τρόπο με τον οποίο κινούνται τα ηλεκτρόνια γύρω από τους πυρήνες στα άτομα των μαγνητών.
                                 

Ο Δανός φυσικός Hans Christian Oersted ανακάλυψε ότι όταν μέσα από έναν αγωγό ρέει ηλεκτρικό ρεύμα, ο αγωγός αποκτά μαγνητικές ιδιότητες. Αν τον πλησιάσουμε σε μια πυξίδα, θα παρατηρήσουμε ότι η μαγνητική βελόνα της στρέφεται. Τα μαγνητικά φαινόμενα είναι πιο έντονα, όταν ο αγωγός έχει σχήμα πηνίου, όταν δηλαδή είναι τυλιγμένος σαν ελατήριο.
                          

Τοποθετώντας μία ράβδο από σίδηρο στο εσωτερικό του πηνίου φτιάχνουμε έναν ηλεκτρομαγνήτη, στον οποίο οι μαγνητικές ιδιότητες είναι ακόμα πιο έντονες.

                               

Οι μαγνητικές ιδιότητες των μόνιμων μαγνητών οφείλονται στον τρόπο με τον οποίο κινούνται τα ηλεκτρόνια γύρω από τους πυρήνες στα άτομα των υλικών αυτών. Και στους ηλεκτρομαγνήτες οι μαγνητικές ιδιότητες οφείλονται στην κίνηση ηλεκτρονίων, των ελεύθερων ηλεκτρονίων του μεταλλικού αγωγού. Τα ελεύθερα ηλεκτρόνια κινούνται κατά μήκος του μεταλλικού αγωγού, άρα κινούνται κυκλικά γύρω από τη σιδερένια ράβδο στο εσωτερικό του πηνίου. 

Κάνοντας κλικ στον σύνδεσμο ηλεκτρομαγνητισμός μπορείτε να παρακολουθήσετε το παρακάτω βίντεο για τον ηλεκτρομαγνητισμό.

                                       

Κάνετε κλικ εδώ, για να δείτε πώς λειτουργεί το ηλεκτρικό κουδούνι.

Λίγα χρόνια μετά τις παρατηρήσεις του Hans Christian Oersted το 1820, ο οποίος απέδειξε ότι ένας αγωγός αποκτά μαγνητικές ιδιότητες, όταν ρέει μέσα του ρεύμα, οι Michael Faraday και Joseph Henry, ανεξάρτητα ο ένας από τον άλλο, απέδειξαν ότι συμβαίνει και το αντίστροφο, δηλαδή ότι ένας μαγνήτης που περιστρέφεται μέσα σε ένα πηνίο προκαλεί τη ροή ηλεκτρικού ρεύματος. Στην ανακάλυψη αυτή στηρίζεται η λειτουργία των γεννητριών.

Ηλεκτρική γεννήτρια

Η γεννήτρια είναι μια μηχανή που μετατρέπει την κινητική ενέργεια σε ηλεκτρική. Η λειτουργία των γεννητριών στηρίζεται στο φαινόμενο της επαγωγής σύμφωνα με το οποίο, αν ένας κλειστός αγωγός κινηθεί κοντά σε ένα μαγνήτη, στον αγωγό θα δημιουργηθεί ηλεκτρικό ρεύμα.

                                       

Σε μια γεννήτρια έχουμε ένα πηνίο ανάμεσα στους δύο πόλους ενός μαγνήτη (συνήθως ηλεκτρομαγνήτη). Αν περιστρέψουμε το σύρμα μέσα στο μαγνητικό πεδίο, τότε ηλεκτρικό ρεύμα θα διαρρεύσει τον αγωγό μας.

Υπάρχει τέλος και ένας μηχανισμός, ο οποίος αναγκάζει το ρεύμα να ρέει συνεχώς προς την ίδια κατεύθυνση. Αυτή είναι η γεννήτρια συνεχούς ρεύματος ή «δυναμό»(κλικ).

Αν η γεννήτρια δεν έχει αυτόν τον μηχανισμό, μας δίνει ρεύμα του οποίου η φορά συνεχώς αλλάζει, δηλαδή είναι εναλλασσόμενο ρεύμα.

Κάνοντας κλικ εδώ μπορείτε να ελέγξετε τις γνώσεις σας στον ηλεκτρομαγνητισμό.

Η ΣΤ΄ τάξη στο Μουσείο Επιστημών και Τεχνολογίας της Πάτρας

Την περασμένη Πέμπτη η ΣΤ΄ τάξη του σχολείου μας επισκέφτηκε το Μουσείο Επιστημών και Τεχνολογίας της Πάτρας και συμμετείχε στο εκπαιδευτικό πρόγραμμα "ΦΩΣ και ΧΡΩΜΑ στις  Επιστήμες και στις Τέχνες" που πραγματοποιείται, καθώς το 2015 έχει οριστεί ως το Διεθνές Έτος Φωτός. 

Η επιλογή του 2015 δεν ήταν τυχαία. Βασίστηκε, αντίθετα, στο γεγονός ότι η χρονιά αυτή συμπίπτει με την επέτειο ορισμένων σημαντικών επιστημονικών ανακαλύψεων που συνέβαλαν καθοριστικά στις προσπάθειες των επιστημόνων να αποκρυπτογραφήσουν την φύση του φωτός. 

Σε αυτά τα σημαντικά ορόσημα συγκαταλέγονται και τα εξής: 1000 χρόνια από την έκδοση του συγγράμματος του Άραβα φιλόσοφου και επιστήμονα Ibn al-Haytham  για την Οπτική, 200 χρόνια από τότε που ο Γάλλος φυσικός Augustin–Jean Fresnel (1788-1827) υποστήριξε σε μελέτη του την κυματική φύση του φωτός, 150 χρόνια από την δημοσίευση της θεωρίας του James Clerk Maxwell (1831–1879) για τον ηλεκτρομαγνητισμό, καθώς και 100 χρόνια από την δημοσίευση της Γενικής Θεωρίας της Σχετικότητας του Άλμπερτ Αϊνστάιν (1879–1955), στις εξισώσεις της οποίας ο σπουδαίος αυτός φυσικός ενσωμάτωσε την ταχύτητα του φωτός ως μία θεμελιώδη φυσική σταθερά για την περιγραφή του χωροχρόνου.

Οι μαθητές είχαν την ευκαιρία να παρακολουθήσουν ενδιαφέροντα πειράματα για να κατανοήσουν τη φύση του φωτός, ταυτόχρονα όμως είδαν τον τρόπο με τον οποίο χρησιμοποιούν το φως καλλιτέχνες της Πάτρας στα έργα τους.

Η έκλειψη του ήλιου

Την Παρασκευή, στις 20 Μαρτίου 2015, παρακολουθήσαμε την έκλειψη του ήλιου. Οι ηλιακές εκλείψεις συμβαίνουν, όταν η Σελήνη περνάει μπροστά από τον δίσκο του Ήλιου και τον καλύπτει είτε μερικώς είτε ολικώς. Ολική έκλειψη συμβαίνει, όταν η Σελήνη περνάει ανάμεσα στη Γη και στον ΄Ηλιο, ενώ τα τρία ουράνια σώματα ευθυγραμμίζονται απολύτως. 

 

Όλες οι εκλείψεις συμβαίνουν λόγω μιας ουράνιας σύμπτωσης, που αφορά το πώς φαίνονται ο Ήλιος και η Σελήνη από την επιφάνεια του πλανήτη μας. Η διάμετρος του Ήλιου (1.392.000 χμ.) είναι 400 περίπου φορές μεγαλύτερη από τη διάμετρο της Σελήνης (3.476 χμ.), αλλά από τη Γη τα δύο αυτά σώματα έχουν το ίδιο σχεδόν φαινομενικό μέγεθος, επειδή ο Ήλιος είναι 400 περίπου φορές πιο μακριά μας απ’ ό,τι η Σελήνη.

Ωστόσο, στην ολική έκλειψη Ηλίου της προηγούμενης Παρασκευής το φεγγάρι ήταν «υπερσελήνη», που σημαίνει ότι βρισκόταν στο πλησιέστερο σημείο στον πλανήτη μας (περίγειο).

Η έκλειψη φάνηκε ως ολική μόνο στον έρημο Βόρειο Ατλαντικό Ωκεανό, ανάμεσα στη Νορβηγία και στην Ισλανδία. Οι περίπου 50.000 κάτοικοι των απομονωμένων νήσων Φερόες, όπως και οι 3.000 των νορβηγικών νήσων Σβάλμπαρντ, είχαν αυτή την τύχη.

Στην Ελλάδα στη μερική φάση καλύφθηκε μέχρι και το 40% περίπου του ηλιακού δίσκου.

Η ηλιακή έκλειψη ήταν ορατή στην Αθήνα στις 10:40΄το πρωί, έφτασε στη μέγιστη φάση της στις 11:44΄ και ολοκληρώθηκε στις 12:50΄. 

Η παρατήρηση μιας ολικής ηλιακής έκλειψης σε μία περιοχή είναι αρκετά σπάνια και συμβαίνει κατά μέσο όρο κάθε 360 χρόνια.

Η επόμενη έκλειψη Ηλίου, που θα είναι ορατή από την Ελλάδα, θα γίνει στις 21 Ιουνίου 2020!

Οξέα - Βάσεις - Άλατα.

Τι σκεφτόμαστε, όταν ακούμε Χημεία ή χημικά προϊόντα;

Παρακολουθήστε κάνοντας ΚΛΙΚ ΕΔΩ το βίντεο: "Μια μέρα χωρίς Χημεία". 

Τι είναι οι χημικές ενώσεις;
Χημικές ενώσεις είναι οι καθαρές ουσίες από τις οποίες τα μόρια αποτελούνται από δύο ή περισσότερα ανόμοια άτομα σε αντίθεση με τα χημικά στοιχεία των οποίων τα μόρια αποτελούνται από όμοια άτομα. 
Οι χημικές ενώσεις ταξινομούνται σε ομάδες με βάση τις ιδιότητες και τη σύστασή τους.
                                 

Τα οξέα, οι βάσεις και τα άλατα είναι τρεις σημαντικές κατηγορίες χημικών ουσιών που χρησιμοποιούμε συχνά στην καθημερινή μας ζωή. 

Τι είναι τα οξέα;
Τα οξέα έχουν ένα σύνολο κοινών ιδιοτήτων που ονομάζονται όξινος χαρακτήρας, όπως η ξινή γεύση (στο ξίδι και στο λεμόνι), και το χρώμα που αποκτούν οι δείκτες, όταν έρχονται σε επαφή με αυτά.
  
Πού βρίσκονται τα οξέα;

• Το λεμόνι και το ξίδι περιέχουν οξέα, στα οποία οφείλεται η ξινή τους γεύση. 
• Οξέα περιέχουν επίσης τα περισσότερα φρούτα, συγκεκριμένα το κιτρικό οξύ.
• Στο κρασί περιέχεται ένα άλλο οξύ, το τρυγικό οξύ.
• Στο ξίδι περιέχεται το οξικό οξύ.
• Αλλά και οι μπαταρίες των αυτοκινήτων περιέχουν οξύ, το θειικό οξύ.
• Οξύ περιέχεται επίσης και στο ανθρώπινο σώμα. Στο στομάχι υπάρχει ένα οξύ που διασπά τις τροφές και λέγεται υδροχλωρικό οξύ.
• Οξύ περιέχεται και σε δηλητήρια που εκκρίνουν έντομα, όπως η μέλισσα, για να προφυλαχθούν από τους εχθρούς τους.
• Οξύ υπάρχει και στο λεπτό τρίχωμα που βρίσκεται στα φύλλα της τσουκνίδας και είναι αυτό που προκαλεί πόνο και τσούξιμο, όταν τα αγγίξουμε.

Τι είναι οι βάσεις;

Οι βάσεις έχουν ένα σύνολο κοινών ιδιοτήτων που ονομάζονται βασικός χαρακτήρας. Οι βάσεις έχουν χαρακτηριστική γεύση, αλλάζουν το χρώμα των δεικτών, και αντιδρούν με τα οξέα.

Πού βρίσκονται οι βάσεις;

• Η μαγειρική σόδα, η οδοντόπαστα, όπως και τα περισσότερα καθαριστικά που διαλύουν τα λίπη, περιέχουν βάσεις. 
• Βάση είναι και η αμμωνία, ουσία που χρησιμοποιούμε στα τραύματα και στα τσιμπήματα της μέλισσας.
• Βάσεις συναντούμε στα απορρυπαντικά, στο σαπούνι. 
• Η πιο γνωστή βάση είναι η σόδα χρησιμοποιούνται για την ανακούφισή μας από στομαχικές διαταραχές, πάντα όμως έπειτα από συμβουλή του γιατρού.
• Βάσεις χρησιμοποιούμε επίσης στην παρασκευή λιπασμάτων και γενικότερα ως πρώτες ύλες στη βιομηχανία.

Κάνετε ΚΛΙΚ ΕΔΩ και παίξτε το παιχνίδι με τις μέλισσες και τις σφήκες.

Πώς μπορούμε να καταλάβουμε αν ένα υγρό είναι οξύ ή βάση;
Για να γίνει αυτό πρέπει να προσθέσουμε σε αυτό το υγρό μερικές σταγόνες μιας ουσίας που λέγεται δείκτης. 
Δείκτες είναι χημικές ουσίες με τις οποίες μπορούμε να ανιχνεύσουμε την παρουσία άλλων ουσιών, αφού αν έλθουν σε επαφή οι δύο ουσίες αλλάζει το χρώμα της ουσίας που έρχεται σε επαφή με το δείκτη.

Γενικά με τα οξέα ο δείκτης γίνεται πιο ανοιχτός (κυρίως κόκκινος, ξανθός), ενώ με τις βάσεις πιο σκούρος (μπλε, μοβ).

Τι συμβαίνει, όταν αναμειχθούν οξύ με βάση;

Όταν αναμειγνύεται ένα οξύ με μία βάση, προκαλείται χημική αντίδραση, που ονομάζεται εξουδετέρωση.
Κατά την εξουδετέρωση δημιουργούνται νέες χημικές ουσίες, τα άλατα.

Την αντίδραση της εξουδετέρωσης τη γράφουμε ως εξής:

Οξύ + βάση → άλας + νερό

Τα άλατα δε μεταβάλλουν το χρώμα των δεικτών και συνήθως διαλύονται εύκολα στο νερό. 

• Όταν το νερό περιέχει πολλά άλατα, θεωρείται σκληρό και δεν είναι πόσιμο, αλλά ούτε και για οικιακή χρήση.
• Μεγάλη ποσότητα αλάτων, κυρίως όμως μαγειρικού άλατος, βρίσκεται διαλυμένη στο θαλασσινό νερό.
• Το μαγειρικό αλάτι, γνωστό και ως χλωριούχο νάτριο, είναι λευκό, κρυσταλλικό, στερεό σώμα. Είναι απαραίτητο στον οργανισμό για τη διατήρηση της ισορροπίας του νερού , για την πέψη και τη λειτουργία του νευρικού συστήματος.

Κάνετε ΚΛΙΚ ΕΔΩ και ΕΔΩ και παίξτε τα παιχνίδια και ξεχωρίστε τα οξέα τις βάσεις και τα άλατα.

Πού βρίσκουν εφαρμογή στην καθημερινή ζωή τα οξέα, οι βάσεις και τα άλατα;

Στην καθημερινή μας ζωή χρησιμοποιούμε συχνά καθαριστικά και απορρυπαντικά, που περιέχουν οξέα και βάσεις. Τα προϊόντα αυτά μας βοηθούν να καθαρίζουμε το σπίτι και τα ρούχα μας. Ανάλογα με τη χρήση επιλέγουμε το κατάλληλο καθαριστικό ή απορρυπαντικό. Μία βασική ιδιότητα των οξέων είναι η διάλυση των αλάτων.

Πολλά από τα καθαριστικά που χρησιμοποιούμε στο σπίτι, όπως αυτά που διαλύουν τα άλατα στο μπάνιο, το καθαριστικό για το σίδερο και το καθαριστικό για την καφετιέρα περιέχουν οξέα. Οι βάσεις πάλι διαλύουν τα λίπη. Τα περισσότερα απορρυπαντικά για τα πιάτα και τα ρούχα, όπως και τα καθαριστικά για το φούρνο περιέχουν βάσεις.

Η απρόσεκτη χρήση καθαριστικών και απορρυπαντικών είναι επικίνδυνη. Γι' αυτό πρέπει να διαβάζουμε προσεχτικά και να ακολουθούμε με συνέπεια τις οδηγίες χρήσης.

Η όξινη βροχή

Τα μνημεία είναι σύμβολα της ιστορίας και του πολιτισμού μας. Η χώρα μας είναι γεμάτη σημαντικά μνημεία. Τα περισσότερα από αυτά είναι κατασκευασμένα από μάρμαρο. Κίνδυνο για τα μνημεία αυτά αποτελεί η ατμοσφαιρική ρύπανση. Το νερό της βροχής στις περιοχές που υπάρχει έντονο το πρόβλημα της ατμοσφαιρικής ρύπανσης, περιέχει οξέα, γι' αυτό και η βροχή ονομάζεται όξινη. Τα οξέα προκαλούν φθορά στα μάρμαρα. Στην Αττική, για παράδειγμα, υπάρχει κίνδυνος φθοράς των μνημείων από την όξινη βροχή.

ΕΞΑΣΚΗΣΗ

Κάνετε ΚΛΙΚ ΕΔΩ και λύστε το σταυρόλεξο.

Το Φως - Χρώματα.

Τι μας αποδεικνύει για το φως του ήλιου το ουράνιο τόξο;

Όταν το λευκό φως του Ήλιου πέσει επάνω σε ένα γυαλί με ακανόνιστο σχήμα, σε μια σαπουνόφουσκα, ακόμη και σε ένα διάφανο πλαστικό στυλό, παρατηρούμε ότι εμφανίζονται διάφορα χρώματα. Το λευκό φως είναι, λοιπόν, σύνθεση πολλών ακτινοβολιών με διαφορετικά χρώματα. 

Την ανάλυση του λευκού φωτός παρατήρησε πρώτος ο Newton το 1666, ο οποίος γοητευμένος από το φως έκανε διάφορα πειράματα για πολλά χρόνια που τον οδήγησαν σε συμπεράσματα, τα οποία και δημοσίευσε το 1704.

Το λευκό φως αποτελείται από πολλά χρώματα τα οποία, όμως, όταν τα βλέπουμε ανακατεμένα, μας δίνουν την αίσθηση του λευκού. 

Το λευκό φως αναλύεται, όταν περάσει υπό κατάλληλη γωνία μέσα από ένα διάφανο υλικό που έχει κατάλληλο σχήμα. Το φαινόμενο αυτό λέγεται ανάλυση του λευκού φωτός.

ΔΙΑΔΡΑΣΤΙΚΟ: Κάνετε κλικ εδώ και δείτε την ανάλυση του φωτός.

Τα υλικά σώματα που χρησιμοποιούνται για την ανάλυση του λευκού φωτός είναι διαφανείς γυάλινες πυραμίδες που ονομάζονται πρίσματα(γενικά πρίσματα λέγονται σώματα κατασκευασμένα από διαφανές υλικό, που μπορούν να προκαλέσουν διάθλαση και ανάλυση του φωτός).

Η ανάλυση του φωτός μπορεί επίσης να επιτευχθεί μέσα από πολύτιμους λίθους (διαμάντια), από κρύσταλλα, ακόμα και από σταγόνες νερού.

Το ουράνιο τόξο είναι αποτέλεσμα της διάθλασης και της ανάκλασης του φωτός στα σταγονίδια της βροχής που υπάρχουν στην ατμόσφαιρα, τα οποία λειτουργούν σαν πρίσματα.

Από τα παραπάνω μπορούμε να καταλάβουμε για το τι χρειάζεται να υπάρχει για να εμφανιστεί ουράνιο τόξο.

Έτσι το ουράνιο τόξο για να εμφανιστεί θα πρέπει:

• να υπάρχει ηλιοφάνεια την ώρα που σταματά η βροχή ή πέφτουν λίγες ψιχάλες
• να βρίσκεται ο ήλιος πίσω από τον παρατηρητή

Η λευκή ακτίνα του φωτός αναλύεται σε 7 χρώματα, το κόκκινο, πορτοκαλί, κίτρινο, πράσινο, γαλάζιο (κυανό), μπλε και μοβ (ιώδες).

             

Αφού λοιπόν ο Newton απέδειξε ότι το φως αναλύεται σε 7 χρώματα, στη συνέχεια απέδειξε ότι καθένα από αυτά τα χρώματα δεν αναλύεται άλλο και ότι από το συνδυασμό των ίδιων χρωμάτων προκύπτει το λευκό φως.

Mε τον δίσκο του Newton βλέπουμε ότι από τον συνδυασμό των χρωμάτων προκύπτει το λευκό χρώμα.

Πώς βλέπουμε τα χρώματα;

Η ανάμειξη λοιπόν των χρωμάτων που προκύπτουν από την ανάλυση του φωτός έχει ως αποτέλεσμα την παραγωγή λευκού φωτός. Η διαδικασία αυτή λέγεται σύνθεση του φωτός.

Το λευκό φως επίσης συντίθεται και με την ανάμειξη σε κατάλληλη αναλογία των τριών βασικών χρωμάτων: κόκκινου, πράσινου, μπλε.

ΔΙΑΔΡΑΣΤΙΚΟ: Κάνετε κλικ εδώ και φτιάξτε το λευκό χρώμα.

Γιατί όμως έχουν τα διάφορα αντικείμενα γύρω μας διαφορετικό χρώμα; 

Το λευκό φως είναι η σύνθεση όλων των χρωμάτων. Όταν το λευκό φως πέφτει, για παράδειγμα, σε ένα κόκκινο αντικείμενο, απορροφώνται όλα τα φωτόνια εκτός από αυτά με μια συγκεκριμένη συχνότητα, τη συχνότητα που αντιστοιχεί στο κόκκινο χρώμα. Τα φωτόνια αυτά ανακλώνται από την επιφάνεια του αντικειμένου και φτάνουν μέχρι τα μάτια μας. Βλέπουμε το αντικείμενο κόκκινο! 

Αν ένα σώμα φαίνεται κόκκινο στο λευκό φως και το φωτίσουμε με οποιαδήποτε άλλη ακτινοβολία βασικού χρώματος, εκτός από το κόκκινο, θα το απορροφήσει όλο και θα φαίνεται μαύρο.

ΔΙΑΔΡΑΣΤΙΚΟ: Κάνετε κλικ εδώ και δείτε τη σύνθεση των χρωμάτων.

                               

Πότε ένα σώμα έχει μαύρο χρώμα; Όταν απορροφά όλα τα φωτόνια και δεν ανακλά κανένα!

Αν ένα σώμα φωτίζεται με λευκό χρώμα και φαίνεται λευκό, σημαίνει ότι δεν απορροφά καθόλου ακτινοβολία.

Τα αδιαφανή σώματα απορροφούν ένα μέρος της ακτινοβολίας που πέφτει πάνω τους και το υπόλοιπο το εκπέμπουν. Το χρώμα λοιπόν που βλέπουμε να έχει ένα σώμα εξαρτάται από δύο παράγοντες:

• από το χρώμα που φωτίζονται και
• από το χρώμα που απορροφούν.

ΩΡΑ ΓΙΑ ΕΞΑΣΚΗΣΗ

Κάνετε κλικ εδώ και ελέγξτε τις γνώσεις σας για το φως, τους φακούς και τα χρώματα.

Κλικ για εκτέλεση

Συγκλίνοντες και Αποκλίνοντες Φακοί.

Όταν το φως συναντά στην πορεία του άλλα διαφανή αντικείμενα, όπως για παράδειγμα νερό ή γυαλί, αλλάζει κατεύθυνση, αλλά με διαφορετικό τρόπο απ' ότι όταν ανακλάται ή διαχέεται. Όταν οι φωτεινές ακτίνες περνούν από τον αέρα σε ένα άλλο διαφανές υλικό ή από ένα άλλο διαφανές υλικό στον αέρα, αλλάζουν πορεία. Το φαινόμενο αυτό ονομάζεται διάθλαση. Το φαινόμενο της διάθλασης το αξιοποιούμε με ειδικού σχήματος διαφανή σώματα, τους φακούς. Από την ομοιότητα του σχήματός τους με τη φακή προέκυψε και η ονομασία τους.

                               
Διακρίνουμε δύο είδη φακών, τους συγκλίνοντες και τους αποκλίνοντες. 

                                  

συγκλίνων φακός

Όταν μια φωτεινή δέσμη συναντήσει στην πορεία της ένα συγκλίνοντα φακό, οι φωτεινές ακτίνες κατευθύνονται, συγκλίνουν, προς ένα σημείο, την εστία. Οι συγκλίνοντες ή κυρτοί φακοί είναι παχύτεροι στο μέσον και λεπτότεροι στο άκρο.

                                 

αποκλίνων φακός

Αντίθετα, όταν οι φωτεινές ακτίνες συναντήσουν έναν αποκλίνοντα φακό, απλώνουν, όπως λέμε διαφορετικά αποκλίνουν. Οι αποκλίνοντες ή κοίλοι φακοί είναι λεπτότεροι στο μέσο και παχύτεροι στα άκρα. 

Πού χρησιμοποιούμε τους φακούς;

Για να παρατηρούμε καλύτερα μικρά αντικείμενα, χρησιμοποιούμε συγκλίνοντες φακούς. Εξαιτίας του τρόπου με τον οποίο χρησιμοποιούμε τους φακούς αυτούς τους ονομάζουμε μεγεθυντικούς φακούς.

Με τα κιάλια παρατηρούμε μακρινά αντικείμενα. Στα κιάλια συνδυάζονται καθρέπτες και συγκλίνοντες φακοί. 

 

Για να διορθώσουμε προβλήματα στην όραση, χρησιμοποιούμε επίσης φακούς, συγκλίνοντες ή αποκλίνοντες, ανάλογα με το πρόβλημα. 

Αποκλίνοντες φακοί  χρησιμοποιούνται στο σκόπευτρο της φωτογραφικής μηχανής. 

Τι είναι τα τηλεσκόπια;

Τα τηλεσκόπια είναι οπτικά όργανα που κάνουν τα αντικείμενα που βρίσκονται μακριά να φαίνονται πιο κοντά (τα μεγεθύνουν)  και μας βοηθούν να παρατηρήσουμε αντικείμενα τα οποία με γυμνό μάτι φαίνονται πολύ αμυδρά. Εφευρέτης του πρώτου τηλεσκοπίου θεωρείται ο Ολλανδός κατασκευαστής γυαλιών οράσεως Χανς Λίπερσχαϊ. Ωστόσο, ο Γαλιλαίος ήταν ο πρώτος που έστρεψε ένα τηλεσκόπιο στον ουρανό και έκανε σημαντικές αστρονομικές παρατηρήσεις.

Πώς λειτουργούν  τα μικροσκόπια;

Ένα τυπικό μικροσκόπιο κάνει τα πολύ μικρά  αντικείμενα να φαίνονται αρκετά μεγαλύτερα από ό,τι είναι πραγματικά. Ο φακός στο άκρο που είναι κοντά στο αντικείμενο συλλέγει φως από το αντικείμενο και το εστιάζει μέσα στο σωλήνα, δημιουργώντας μια εικόνα του αντικειμένου. Εμείς παρατηρούμε την εικόνα μέσα από το δεύτερο φακό, που λειτουργεί ως μεγεθυντικός. Κάνετε κλικ, για να δείτε ένα βίντεο για τα τηλεσκόπια.

1. Κάνετε κλικ εδώ και πειραματιστείτε προσθέτοντας ή αφαιρώντας  φακούς.

2. Πειραματιστείτε με την παρακάτω προσομοίωση.

Η διάθλαση του φωτός.

Διάθλαση ονομάζεται το φαινόμενο κατά το οποίο οι φωτεινές ακτίνες αλλάζουν πορεία, όταν περνούν από τον αέρα σ' ένα άλλο διαφανές υλικό και αντίστροφα. Ένα μέρος του φωτός ανακλάται, το πιο πολύ όμως περνά μέσα στο δεύτερο υλικό.

Η διάθλαση του φωτός οφείλεται στο γεγονός ότι όταν το φως περνάει από ένα διαφανές σώμα σε ένα άλλο, αλλάζει η ταχύτητα διάδοσής του. Αυτή η αλλαγή στην ταχύτητα διάδοσής του προκαλεί και την αλλαγή της πορείας του φωτός.

ΔΙΑΘΛΑΣΗ ΤΟΥ ΦΩΤΟΣ           

Και στο φαινόμενο της διάθλασης οφείλεται στο ότι όταν κοιτάμε μέσα σε μια πισίνα νομίζουμε ότι ο πυθμένας της είναι πιο ψηλά από το πραγματικό βάθος της, δηλαδή ότι είναι πιο ρηχή.

Επίσης ψάρια που βρίσκονται μέσα στη θάλασσα, φαίνονται πιο ψηλά από ότι πραγματικά είναι. Τώρα μπορούμε να καταλάβουμε ότι τα πουλιά για να πιάνουν τα ψάρια, καταλαβαίνουν και υπολογίζουν τη διάθλαση του φωτός στο νερό.

Τα ζώα.

Τα ζώα που έχουν σπονδυλική στήλη ονομάζονται σπονδυλωτά, ενώ εκείνα που δεν έχουν, ασπόνδυλα. Τα εννέα από τα δέκα είδη ζώων στη Γη είναι ασπόνδυλα! Επομένως, τα ασπόνδυλα ζώα είναι οι πραγματικοί κυρίαρχοι του πλανήτη.

Α σ π ό ν δ υ λ α

   

Τα ζώα αυτά έχουν μακρουλό και μαλακό σώμα χωρίς πόδια. Μπορούν και κινούνται χάρη στις μικρές σκληρές τρίχες που καλύπτουν το σώμα τους. Απλώνουν το σώμα τους προς μια κατεύθυνση και τραβούν στη συνέχεια το πίσω μέρος. Οι σκώληκες είναι πολύ χρήσιμοι. Καθώς κινούνται διαρκώς μέσα στο χώμα, δημιουργούν στοές, μέσα από τις οποίες κυκλοφορεί αέρας. Έτσι, αερίζεται το χώμα, κάτι που είναι ιδιαίτερα ωφέλιμο για την ανάπτυξη των φυτών.

Τα μαλάκια έχουν μαλακό και υγρό σώμα. Για να προστατεύεται το σώμα τους, τα περισσότερα μαλάκια, όπως τα σαλιγκάρια, τα μύδια και τα στρείδια, έχουν ένα σκληρό όστρακο εξωτερικά. Μερικά μαλάκια πάλι, όπως το καλαμάρι και η σουπιά, έχουν ένα σκληρό όστρακο στο εσωτερικό του σώματός τους. Μόνο το χταπόδι δεν έχει κανένα όστρακο. Τα μαλάκια ζουν κυρίως στο νερό και μόνο λίγα από αυτά, όπως για παράδειγμα τα σαλιγκάρια, ζουν στη στεριά.

Το σώμα των σπόγγων είναι διάτρητο από μικροσκοπικούς πόρους. Ζουν κάτω από την επιφάνεια του νερού, προσκολλημένοι σε βράχους.

Τα κνιδόζωα ζουν στη θάλασσα. Παράγουν ένα δηλητήριο, με το οποίο σκοτώνουν μικρά θαλάσσια ζώα. Στα κνιδόζωα ανήκει και η τσούχτρα.

Όλα αυτά τα ζώα έχουν πόδια που χωρίζονται σε πολλά μέρη. Ανήκουν όλα σε μια μεγάλη οικογένεια ασπόνδυλων ζώων, τα αρθρόποδα. Τα αρθρόποδα αποτελούν τη μεγαλύτερη ομάδα στο ζωικό βασίλειο. Σχεδόν τρία στα τέσσερα είδη ζώων είναι αρθρόποδα. Τα έντομα μόνο αποτελούνται από 900.000 διαφορετικά είδη.

Τα εχινόδερμα ζουν αποκλειστικά στη θάλασσα. Το σώμα τους αποτελείται από πέντε όμοια μέρη και καλύπτεται από πλάκες ή σκληρές βελόνες. Στο χαρακτηριστικό τους αυτό οφείλουν και την ονομασία τους, αφού εχινόδερμο σημαίνει αυτό που έχει αγκαθωτό δέρμα.

Σ π ο ν δ υ λ ω τ ά

Τα ζώα που έχουν σπονδυλική στήλη και σκελετό ονομάζονται σπονδυλωτά. Υπάρχουν περίπου 45.000 είδη σπονδυλωτών, που ταξινομούνται σε πέντε υποκατηγορίες: τα ψάρια, τα αμφίβια, τα ερπετά, τα πτηνά και τα θηλαστικά.

Χαρακτηριστικό των αμφιβίων είναι ότι μπορούν να ζουν τόσο στο νερό όσο και στην ξηρά. Στην υποκατηγορία αυτή ανήκουν οι βάτραχοι, οι τρίτωνες και οι σαλαμάνδρες. Τα αμφίβια έχουν δέρμα μαλακό και υγρό, χωρίς λέπια. Τα νεαρά αμφίβια ζουν στο νερό και αναπνέουν με βράγχια, όπως τα ψάρια. Μεγαλώνοντας αναπτύσσουν πνεύμονες και έτσι μπορούν να ζουν και στην ξηρά, αρκεί, βέβαια, να υπάρχει αρκετή υγρασία.

Χαρακτηριστικό των ερπετών είναι ότι έρπουν, σέρνονται στο έδαφος. Από την ιδιότητά τους αυτή προέκυψε η ονομασία τους. Ερπετά είναι τα φίδια, οι σαύρες, οι κροκόδειλοι και οι χελώνες. Τα ερπετά έχουν στεγνό δέρμα, που καλύπτεται από αδιάβροχα λέπια, τις φολίδες. Τα ερπετά αναπνέουν με πνεύμονες. Δεν έχουν βλέφαρα και αφτιά. Ορισμένα ερπετά, όπως τα φίδια, δεν έχουν καθόλου πόδια, ενώ άλλα, όπως οι σαύρες, έχουν πολύ κοντά πόδια.

Τα θηλαστικά, όπως δηλώνει και το όνομά τους, έχουν ένα κοινό χαρακτηριστικό, θηλάζουν τα νεογέννητα μικρά τους. Τα θηλαστικά κατατάσσονται ανάλογα με το είδος της τροφής τους σε φυτοφάγα, που τρέφονται με φυτά, σε σαρκοφάγα, που τρέφονται με άλλα ζώα και σε παμφάγα, που τρέφονται τόσο με φυτά όσο και με άλλα ζώα. Τα περισσότερα θηλαστικά γεννούν πλήρως αναπτυγμένα μικρά. Ορισμένα όμως θηλαστικά γεννούν αβγά, ενώ άλλα γεννούν μικρά που δεν έχουν αναπτυχθεί πλήρως. Στα θηλαστικά αυτά η ανάπτυξη των μικρών ολοκληρώνεται σε ένα σάκο στο σώμα του θηλυκού ζώου, τον μάρσιπο. Τα θηλαστικά που γεννούν πλήρως αναπτυγμένα μικρά χωρίζονται σε ειδικότερες υποκατηγορίες ανάλογα με τα κοινά χαρακτηριστικά τους: σε τρωκτικά, προβοσκιδωτά, οπληφόρα, χειρόπτερα, κητώδη, σαρκοφάγα και πρωτεύοντα.

Τα τρωκτικά αποτελούν την πιο μεγάλη ομάδα θηλαστικών. Οι σκίουροι, οι αρουραίοι, οι ποντικοί και οι κάστορες είναι τρωκτικά. Τα μπροστινά δόντια των τρωκτικών είναι μυτερά και κοφτερά. Με τα δόντια αυτά, τα ζώα πελεκούν και κομματιάζουν την τροφή τους.

 Στα προβοσκιδωτά ανήκουν οι ελέφαντες, τα πιο μεγάλα ζώα της ξηράς. Με τη βοήθεια της ευκίνητης προβοσκίδας που διαθέτουν, φέρνουν στο στόμα τους το νερό και τα φυτά από τα οποία τρέφονται. Στη χαρακτηριστική τους προβοσκίδα οφείλεται και η ονομασία «προβοσκιδωτά». Επίσης, διαθέτουν δύο χαυλιόδοντες, για να μπορούν να αμύνονται.

Τα οπληφόρα είναι φυτοφάγα ζώα. Οι άκρες των δαχτύλων τους καταλήγουν σε σκληρές οπλές. Τα άλογα, οι αγελάδες, τα πρόβατα, οι κατσίκες, τα γουρούνια, οι ζέβρες, οι καμήλες και οι ρινόκεροι είναι οπληφόρα.

        

Ποντίκια με φτερά! Στα χειρόπτερα, στα οποία ανήκουν οι νυχτερίδες, τα δάχτυλα των μπροστινών ποδιών είναι ενωμένα με μια μεμβράνη. Χάρη σε αυτήν, οι νυχτερίδες είναι τα μόνα θηλαστικά που μπορούν να πετούν. Μάλιστα πετούν μόνο τη νύχτα. Κάθε σούρουπο οι νυχτερίδες αφήνουν τις φωλιές τους στις οποίες είναι κρεμασμένες ανάποδα σαν σταφύλια και αρχίζουν το κυνήγι της τροφής τους, που αποτελείται από φρούτα και έντομα. Κάποιοι από μας και μόνο στο άκουσμα της λέξης νυχτερίδα τρομάζουν, γιατί τη θεωρούν πλάσμα πονηρό, επιθετικό και βλαβερό. Αυτή η εντύπωση είναι λανθασμένη. Η νυχτερίδα είναι αθώα και ωφέλιμη, καθώς εξολοθρεύει τεράστιες ποσότητες βλαβερών εντόμων. Μία μόνο νυχτερίδα μπορεί να φάει 3.000 έντομα σε ένα 24ωρο.

Στα κητώδη ανήκουν οι φάλαινες και τα δελφίνια. Στα ζώα αυτά, τα μπροστινά άκρα έχουν τη μορφή πτερυγίων, ενώ τα πίσω έχουν εξαφανιστεί.

Αν και τα θηλαστικά αυτά έχουν προσαρμοστεί να ζουν στο νερό, αναπνέουν με πνεύμονες, γι' αυτό ανεβαίνουν συχνά στην επιφάνεια της θάλασσας. Τα δελφίνια δικαίως θεωρούνται οι μεγαλοφυΐες της θάλασσας. Είναι ιδιαίτερα έξυπνα ζώα και έχουν τη δυνατότητα να επικοινωνούν μεταξύ τους. Το μέγεθος των θηλαστικών αυτών είναι πολλές φορές εντυπωσιακό. Η γαλάζια φάλαινα είναι το μεγαλύτερο θηλαστικό στον κόσμο. Μπορεί να ξεπεράσει τα 30 μέτρα σε μήκος και τους 150 τόνους σε μάζα. Όμως, παρά το τεράστιο μέγεθός της, δεν έχει δόντια και τρέφεται κυρίως με μικροσκοπικές γαρίδες!

Πρωτεύοντα: η υποκατηγορία αυτή περιλαμβάνει τα ζώα με τον πιο αναπτυγμένο εγκέφαλο. Εδώ κατατάσσεται και ο άνθρωπος. Έχεις παρατηρήσει στο ζωολογικό κήπο πώς συμπεριφέρονται οι μικροί πίθηκοι και οι γορίλες; Συμπεριφέρονται όπως εμείς, στέκονται στα δύο τους πόδια, πιάνουν με τα δάχτυλά τους αντικείμενα, παίζουν με τα μωρά τους.

ΤΑ ΘΗΛΑΣΤΙΚΑ