περισσότερο φως

The_Empire_of_Light_Guggenheim

Στον πίνακα «Αυτοκρατορία του Φωτός» ο Ρενέ Μαγκρίτ πετυχαίνει ένα κατόρθωμα που ίσως με την πρώτη ματιά δε γίνεται αντιληπτό. Προσέξτε καλύτερα τον πίνακα. Το σπίτι και τα δέντρα, στο κάτω μισό του πίνακα, απεικονίζονται κατά τη διάρκεια της νύχτας, ενώ το πάνω μισό ανήκει στην ημέρα όπως μαρτυρούν ο καταγάλανος ουρανός και τα κάτασπρα σύννεφα.

 

Τι είναι όμως το φως; Ο Νεύτων πίστευε ότι το φως αποτελείται από σωματίδια αλλά από τις αρχές της δεκαετίας του 1800 με το πείραμα των δύο σχισμών που πραγματοποιήθηκε από τον Άγγλο φυσικό Τόμας Γιανγκ άρχισε να αποδεικνύεται η κυματική φύση του φωτός.

330px-Two-Slit_Experiment_Particles.svg

Βικιπαίδεια: Πείραμα των δύο σχισμών
Αν το φως αποτελούνταν αποκλειστικά από σωματίδια θα έπρεπε όταν περνάει από δύο σχισμές να σχηματίζει στην απέναντι οθόνη το παραπάνω σχήμα (όπως θα γινόταν αν ρίχναμε βόλους).

330px-Two-Slit_Experiment_Electrons.svg

Βικιπαίδεια: Πείραμα των δύο σχισμών
Όμως η εικόνα που σχηματίζεται στην οθόνη είναι η παραπάνω, κάτι που δείχνει πως το φως δεν αποτελείται από σωματίδια αλλά από κύματα.
(Η σιγουριά των φυσικών δεν κράτησε πολύ. Σύντομα καινούρια πειράματα ανέδειξαν ξανά τη σωματιδιακή φύση του φωτός. Ο Νεύτων πήρε την εκδίκησή του. Οι επιστήμονες κατέληξαν τελικά πως το φως συμπεριφέρεται άλλοτε ως σωματίδιο και άλλοτε ως κύμα).

tumblr_lowj6sU1tf1qk5j50

http://ylikonet.gr/profiles/blogs/3647795:BlogPost:294992

Τα κύματα του φωτός, περνώντας από τις δύο σχισμές, σχηματίζουν το φαινόμενο της συμβολής με φωτεινές και σκοτεινές περιοχές.

Η κυματική φύση του φωτός αναδείχθηκε από τον Μάξγουελ ο οποίος διατύπωσε πρώτος τη θεωρία του ηλεκτρομαγνητικού πεδίου. Το συμπέρασμα των μετρήσεων που έκανε ο Μάξγουελ το 1870 ήταν απροσδόκητο. Η ταχύτητα διάδοσης των ηλεκτρομαγνητικών κυμάτων συνέπιπτε μέχρι και το τέταρτο δεκαδικό ψηφίο με την ταχύτητα του φωτός! Επομένως το φως ήταν κι αυτό ένα ηλεκτρομαγνητικό κύμα!

Electromagneticwave3D

Βικιπαίδεια

Αν όμως το φως είναι ένα ηλεκτρομαγνητικό κύμα τότε σε τι διαφέρει από τα άλλα είδη ηλεκτρομαγνητικών κυμάτων; Από εκείνα για παράδειγμα που συλλαμβάνει η κεραία της τηλεόρασης; Η απάντηση είναι απλή. Διαφέρει μόνο ως προς τη συχνότητα.

Ένα ελάχιστο μόνο μέρος του ηλεκτρομαγνητικού φάσματος συλλαμβάνεται ως ορατό φως από τις ανθρώπινες αισθήσεις. Αν παρομοιάζαμε ολόκληρο το ηλεκτρομαγνητικό φάσμα με έναν τοίχο μήκους 10 μέτρων, η περιοχή του ορατού φωτός θα είχε το πάχος μιας ανθρώπινης τρίχας!

emspectrum

http://light.physics.auth.gr/history/two/spectrum.html

Το φως είναι λοιπόν ένα μικρό μόνο μέρος των ηλεκτρομαγνητικού φάσματος το οποίο αρχίζει από τις πολύ μεγάλες συχνότητες, εκείνες των ραδιοφωνικών κυμάτων και καταλήγει στο άλλο άκρο του, στις πυρηνικές ακτινοβολίες, που έχουν μεγάλη συχνότητα.

Το ηλιακό φως, εκτός από το υπέρυθρο μέρος του περιέχει και ένα ποσό υπεριώδους ακτινοβολίας, εκείνο που προκαλεί τα ηλιακά εγκαύματα.

Μεγαλύτερη όμως ενέργεια διαθέτουν οι ακτίνες Χ. Είναι οι ακτίνες που «φωτογραφίζουν» τα οστά μας στις ακτινογραφίες.

X-ray_by_Wilhelm_Röntgen_of_Albert_von_Kölliker's_hand_-_18960123-02Βικιπαίδεια
Ακτινογραφία του 1896 (από τις πρώτες). Απεικονίζει το χέρι της συζύγου του Βίλχεμ Ρέντγκεν, του ερευνητή που ανακάλυψε τις ακτίνες Χ.

Οι ακτίνες χ είναι μια πολύ δυνατή ηλεκτρομαγνητική ακτινοβολία που ταξιδεύει με την ταχύτητα του φωτός. Είναι πολύ διεισδυτική γιατί έχει πολύ μικρά μήκη κύματος που σημαίνει ότι το κάθε κύμα απέχει χιλιάδες φορές πιο κοντινή απόσταση από το γειτονικό του σε σχέση με τα κύματα του απλού φωτός.

Για να το καταλάβουμε ας δούμε ένα απλό παράδειγμα.
Έστω ότι σκάβουμε για να ανοίξουμε μια τρύπα στο χώμα. Υπό φυσιολογικές συνθήκες θα χτυπήσουμε με το φτυάρι το χώμα 10 φορές σε ένα λεπτό. Αν πάμε όμως πιο γρήγορα θα χτυπήσουμε με το φτυάρι 100 φορές σε ένα λεπτό.
Αυτές είναι οι συνέπειες της υψηλής συχνότητας και γι’ αυτό οι ακτίνες χ είναι πιο διεισδυτικές από τις ακτίνες του απλού φωτός. Πρόσφατα διαπιστώθηκε πως ακτίνες Χ εκπέμπονται και από πολλά αστρικά σώματα.(http://coolweb.gr/aktines-x-rays/)

Τέλος υπάρχουν και οι ακτίνες γ που παράγονται από ραδιενεργούς πυρήνες και από αστέρια στο διάστημα.

220px-Cycle_of_pulsed_gamma_rays_from_the_Vela_pulsar

Βικιπαίδεια
Διαστημική πηγή ακτίνων γ από τον πάλσαρ Βέλα

O Γιώργος Γραμματικάκης γράφει στην Αυτοβιογραφία του Φωτός:

Το φως πάντως διαθέτει μια ακόμη ιδιαιτερότητα. Δεν είναι μόνο η πιο αρχέγονη οντότητα του Σύμπαντος. Είναι ίσως και το πιο σταθερό. Ακόμη και το πρωτόνιο, η απειροελάχιστη βάση της ύλης, ενδέχεται να διασπάται σε βάθος χρόνου. Το φωτόνιο όμως δεν απειλείται από παρόμοιους φόβους. Στέκεται μόνο και υπερήφανο, και με απροσπέλαστη τη βαθύτερή του φύση, στην κορυφή της πυραμίδας των σωματιδίων ύλης και ενέργειας που συγκροτούν το Σύμπαν.
Ακόμη και αν το φως του ήλιου λείψει, ακόμη και αν το φως των αστεριών σβήσει, φωτόνια θα περιπλανώνται πάντοτε στο Σύμπαν, αγγελιαφόροι ίσως του παρελθόντος, πολέμιοι του ερέβους. Αυτή τη στιγμή που ο υπομονετικός αναγνώστης διαβάζει ένα βιβλίο για το φως, μερικές εκατοντάδες αρχέγονα φωτόνια περικλείονται στη φούχτα του. Υπάρχουν από τη γένεση του κόσμου και θα υπάρχουν όσο διαρκεί η διαδρομή του. Το φως υπήρξε από την αρχή συνώνυμο με το ίδιο το Σύμπαν. Μόνο το απόλυτο τέλος του Σύμπαντος θα σημάνει και το δικό του τέλος.

ΓΙΩΡΓΟΣ ΓΡΑΜΜΑΤΙΚΑΚΗΣ «ΑΥΤΟΒΙΟΓΡΑΦΙΑ ΤΟΥ ΦΩΤΟΣ»
Πανεπιστημιακές Εκδόσεις Κρήτης

19s10f1-thumb-large

http://antikleidi.com/2014/10/25/taxidi-xoris-telos/

Ο Γαλαξίας μας φωτογραφημένος από μια αμερικάνικη έρημο.
Οι επιστήμονες υπολογίζουν πως στον Γαλαξία μας υπάρχουν συνολικά 200 δισεκατομμύρια άστρα ενώ οι υπολογισμοί για τα άστρα όλου του Σύμπαντος φτάνουν τον αριθμό στο ένα τρισεκατομμύριο τρισεκατομμύρια, όσοι είναι οι κόκκοι της άμμου όλων των ωκεανών της Γης.


TED: Κύματα φωτός (δια-φωτιστικό βίντεο με αγγλικούς υπότιτλους)

Στη δεκαετία του 1890, όταν ο Αϊνστάιν ήταν μαθητής, οι τύποι του Μάξγουελ διδάσκονταν συνήθως σαν μια αποδεκτή αλήθεια. Αλλά ο βασικός καθηγητής του Αϊνστάιν στην Πολυτεχνική της Ζυρίχης, ανίδεος όσον αφορά τη θεωρητική φυσική, αρνήθηκε ακόμη και να διδάξει τον Μάξγουελ στους φοιτητές του. Η πικρία του Αϊνστάιν, που αντιμετωπίστηκε κατ’ αυτόν τον τρόπο, τον οδήγησε να απευθύνεται σ’ αυτόν τον καθηγητή χλευαστικά αποκαλώντας τον «κύριε Βέμπερ» αντί του μάλλον αναμενόμενου «κύριε καθηγητά Βέμπερ», μια προσβολή για την οποία ο Βέμπερ πήρε εκδίκηση αρνούμενος να γράψει την κατάλληλη συστατική επιστολή για τον Αϊνστάιν, με αποτέλεσμα όλα εκείνα τα χρόνια της απομόνωσής του στο Γραφείο Ευρεσιτεχνιών.

από το βιβλίο του D. BODANIS «E=mc2»
Εκδόσεις ΛΙΒΑΝΗ

Σχολιάστε

Εισάγετε τα παρακάτω στοιχεία ή επιλέξτε ένα εικονίδιο για να συνδεθείτε:

Λογότυπο WordPress.com

Σχολιάζετε χρησιμοποιώντας τον λογαριασμό WordPress.com. Αποσύνδεση / Αλλαγή )

Φωτογραφία Twitter

Σχολιάζετε χρησιμοποιώντας τον λογαριασμό Twitter. Αποσύνδεση / Αλλαγή )

Φωτογραφία Facebook

Σχολιάζετε χρησιμοποιώντας τον λογαριασμό Facebook. Αποσύνδεση / Αλλαγή )

Φωτογραφία Google+

Σχολιάζετε χρησιμοποιώντας τον λογαριασμό Google+. Αποσύνδεση / Αλλαγή )

Σύνδεση με %s


Αρέσει σε %d bloggers: