Upload
others
View
4
Download
0
Embed Size (px)
Citation preview
Διάλεξη 10
BIO103 – Φυσική (Χειμερινό εξάμηνο 2020)
ΤΜΗΜΑ ΒΙΟΛΟΓΙΑΣΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ ΚΡΗΤΗΣ
(Κεφάλαια 26-29, Hewitt)(Κεφάλαια 22-24, Freedman)
https://bio103-physics-uoc.weebly.com/
ΗΛΕΚΤΡΙΣΜΟΣ
Ακίνητο φορτίο▪ Ηλεκτρικό πεδίο
Κινούμενο φορτίο▪ Ηλεκτρικό πεδίο
▪ Μαγνητικό πεδίο
ΜΑΓΝΗΤΙΣΜΟΣ
Ακίνητος μαγνήτης▪ Μαγνητικό πεδίο
Κινούμενος μαγνήτης▪ Μαγνητικό πεδίο
▪ Ηλεκτρικό πεδίο
2
Το ηλεκτρικό και το μαγνητικό πεδίο μέσω της ταλάντωσης τους αναπαράγουν το ένα το άλλο και συνιστούν ένα ΗΛΕΚΤΡΟΜΑΓΝΗΤΙΚΟ ΚΥΜΑ
Τι είναι ένα HM κύμα;▪ Μια διαδιδόμενη
διαταραχή
▪ Δεν απαιτεί φυσικό μέσο διάδοσης
▪ Αφορά ταλαντευόμενα ηλεκτρικά και μαγνητικά πεδία
▪ ΗΜ κύματα▪ Ακτίνες Χ
▪ Μικροκύματα
▪ Ραδιοκύματα
▪ ….
3
https://www.sciencenewsforstudents.org/article/galaxy-drags-trail-newborn-stars
2 συνιστώσες▪ Ηλεκτρική
▪ Μαγνητική Εγκάρσιο κύμα
▪ Κάθετα μεταξύ τους
▪ Κάθετα στην διεύθυνση διάδοσης
Ταχύτητα κύματος▪ v=c=2.99792 × 108 m/s
▪ Στο κενό
▪ Σε άλλα μέσα τι ισχύει;
4https://byjus.com/physics/characteristics-of-em-waves/
c=λ·f
5
Νόμος του Gauss
Νόμος του Gauss για τον μαγνητισμό
Νόμος του Faraday
Νόμος των Ampere - Maxwell
D: Ηλεκτρική πυκνότητα ροήςΕ: Ηλεκτρικό πεδίοΒ: Μαγνητικό πεδίοH: Μαγνητική πυκνότητα ροήςJ: Πυκνότητα ρεύματος
https://www.badideatshirts.com/and-god-said-and-then-there-was-light-maxwell-s-equations-t-shirt
6
7
8http://ubphoria.blogspot.com/2008/03/light-of-suns-ii.html
Ez(x,t)=E0·cos(k·x-ω·t+φ) Βy(x,t)=B0·cos(k·x-ω·t+φ) k
▪ Κυματικος αριθμός▪ k=2·π/λ
ω▪ Γωνιακή ταχύτητα▪ ω= 2·π·f
φ▪ Αρχική φάση του κύματος▪ Ποιο σημείο του κύκλου της
ταλάντωσης αντιστοιχείαστις αρχικές συνθήκες x=0 και t=0
9
Εμποδίζει τα οστικά κατάγματα
Εμποδίζει την οστεοπόρωση Μειώνει τον κίνδυνο
εμφάνισης καρκίνου Μειώνει τον κίνδυνο
εμφάνισης διαβήτη Προστατεύει ενάντια σε
καρδιαγγειακές παθήσεις Μειώνει τον κίνδυνο
εμφάνισης σκλήρυνση κατά πλάκας
Βελτιώνει τη διάθεση Διευκολύνει την λειτουργία
του ανοσοποιητικού συστήματος
….
10https://www.paediatricnutrition.com/calcium-vitamin-d-teens/
https://www.venizeleio.gr/vitamini-d-apantisis-se-synithi-erotimata/
UVA (320 – 400 nm)
▪ Μαύρισμα
▪ Καταράκτης
UVB (280 – 320 nm)
▪ Σύνθεση βιταμίνης D
▪ Έγκαυμα
UVC (100 – 280 nm)
▪ Εμποδίζεται από το όζον
▪ Απολύμανση (264 nm)
11
12https://www.reddit.com/r/interestingasfuck/comments/bp00pn/uv_photo_of_face_before_and_after_applying/
13https://larouchepac.com/090614/fusionbasic-economics
ΔΙΑΦΑΝΗ ΑΔΙΑΦΑΝΗ
14
https://texasenergyexperts.com/windows/windows-energy-efficiency/
https://www.westelm.com/products/modern-hanging-mirror-oversized-w2736/
15https://www.reddit.com/r/curlyhair/comments/c2u0dw/wet_vs_dry_i_like_to_call_it_the_poofening/
16https://www.youtube.com/watch?v=VwRLIt6jgdM
18https://www.dailymail.co.uk/news/article-6491287/Roentgens-human-X-ray-wifes-hand-1895.html
19https://www.youtube.com/watch?v=gsV7SJDDCY4
20
21https://www.youtube.com/watch?v=i3_n3Ibfn1c&t=49s
22https://www.youtube.com/watch?v=UZ5UGnU7oOI
ΑΝΘΡΩΠΟΣ ΜΕΛΙΣΣΑ
23
https://sites.google.com/site/sherrymathematics/home/table-of-contents/our-eyes-are-terrible-at-seeing
24https://howcleverarebees.weebly.com/sight-for-navigation-and-colour-vision.html
Τα χρώματα που βλέπουμε εξαρτώνται από τη συχνότητα του φωτός που λειτουργεί η όραση μας
25https://physics.info/color/
26https://physics.info/color/
Γιατί χρησιμοποιούμε στο προσθετικό σύστημα σαν βασικά χρώματα τα R (Red), G (Green) και B (Blue);
27http://hyperphysics.phy-astr.gsu.edu/hbase/vision/colcon.html
28https://www.kathimerinifysiki.gr/2016/09/ti-einai-ta-xrwmata.html
29https://www.youtube.com/watch?v=l8_fZPHasdo&t=64s
RGB - ΠΡΟΣΘΕΣΗ ΧΡΩΜΑΤΩΝ MYC - ΑΦΑΙΡΕΣΗ ΧΡΩΜΑΤΩΝ
30
31Ο εγκέφαλος "δημιουργεί" ένα χρώμα… το πορφυρό
?
32
https://en.wikipedia.org/wiki/Magnifying_glass
https://www.doorado.eu/kathreptes-asfaleias/
ΑΝΑΚΛΑΣΗ ΔΙΑΘΛΑΣΗ
33https://www.istockphoto.com/illustrations/man-standing-in-front-of-mirror?sort=mostpopular&mediatype=illustration&phrase=man%20standing%20in%20front%20of%20mirror
https://luxion.atlassian.net/wiki/spaces/K6M/pages/2621541/Refraction+Index
ΑΝΑΚΛΑΣΗ ΔΙΑΘΛΑΣΗ
34
https://www.teachoo.com/10831/3118/Refraction-of-Light/category/Concepts/
https://luxion.atlassian.net/wiki/spaces/K6M/pages/2621541/Refraction+Index
𝝑𝒊 = 𝝑𝒓
𝒏𝟏 × 𝒔𝒊𝒏𝝑𝟏=𝒏𝟐 × 𝒔𝒊𝒏𝝑𝟐
Νόμος του Snellhttps://slideplayer.gr/slide/2945797/
Τα ΕΜ κύματα στο κενό διαδίδονται με την ίδια ταχύτητα
Στα υλικά (μέσο) το κάθε κύμα διαδίδεται με διαφορετική ταχύτητα ανάλογη του μήκος κύματος που έχει
𝒏 =𝚻𝛂𝛘ύ𝛕𝛈𝛕𝛂 𝛔𝛕𝛐 𝛋𝛆𝛎ό
𝚻𝛂𝛘ύ𝛕𝛈𝛕𝛂 𝛔𝛕𝛐 𝛍𝛆𝛔𝛐
35
36https://slideplayer.gr/slide/2945797/
37https://slideplayer.gr/slide/2945797/
Για να έχουμε ολική ανάκλαση θα πρέπει η ταχύτητα του φωτός στο μέσο από το οποίο προέρχεται να είναι μικρότερη από το εξωτερικό μέσο
Η οριακή γωνία μεταξύ γυαλιού και αέρα είναι ~43ο
Σε κάθε πρίσμα η γωνία πρόσπτωσης είναι 45ο
Μικρή απώλεια κατά την είσοδο του φωτός
Η ανάκλαση που υφίσταται εσωτερικά είναι 100%
38
https://slideplayer.com/slide/5862203/
39Pink Floyd — "Dark Side of the Moon" (1973)
40
https://el.wikipedia.org/wiki/%CE%A0%CF%81%CE%AF%CF%83%CE%BC%CE%B1_(%CE%BF%CF%80%CF%84%CE%B9%CE%BA%CE%AE)
41
https://www.in.gr/2018/07/13/economy/oikonomikes-eidiseis/oi-optikes-ines-ftanoun-mexri-spiti/
http://physiclessons.blogspot.com/2013/02/blog-post_28.html
Οπτικό όργανο που βασίζεται στη διάθλαση
2 είδη φακών▪ Συγκλίνων
▪ Αποκλίνων Χαρακτηριστικά
φακού▪ Εστιακό σημείο
▪ Είδωλο
▪ NA
43https://ahdictionary.com/word/search.html?q=lenses
44
ΣΦΑΛΜΑ ΣΦΑΙΡΙΚΟΤΗΤΑΣ
45
https://www.vision-doctor.com/en/optical-errors/spherical-aberration.html https://www.vision-doctor.com/en/optical-basics/lens-aperture.html
ΧΡΩΜΑΤΙΚΟ ΣΦΑΛΜΑ
46
https://www.vision-doctor.com/en/optical-errors/chromatic-aberration.html
https://www.photographytalk.com/chromatic-aberration-and-how-to-fix-it-in-photoshop-or-lightroom
Οι διαταραχές της εστίασης των εικόνων στοναμφιβληστροειδή ονομάζονται διαθλαστικέςανωμαλίες και περιλαμβάνουν τη μυωπία, τηνυπερμετρωπία, τον αστιγματισμό και την πρεσβυωπία
Στον φυσιολογικό οφθαλμό προκειμένου ναεστιαστούν οι εικόνες ακριβώς επάνω στοναμφιβληστροειδή δύο πράγματα παίζουν ρόλο: ηκυρτότητα του κερατοειδή χιτώνα και η απόστασημεταξύ κερατοειδή και αμφιβληστροειδή.
Στη μυωπία (myopia), ο οφθαλμός είναι μεγαλύτεροςαπό το φυσιολογικό ή ο κερατοειδής κυρτότερος μεσυνέπεια οι ακτίνες του φωτός από τα μακρινάαντικείμενα να εστιάζονται μπροστά από τοναμφιβληστροειδή.
Στην υπερμετρωπία (hyperopia), ο οφθαλμός είναιμικρότερος από το φυσιολογικό ή ο κερατοειδής πιοεπίπεδος με συνέπεια οι ακτίνες του φωτός ναεστιάζονται πίσω από τον αμφιβληστροειδή.
Στον αστιγματισμό (astigmatism), ο κερατοειδής δενέχει σφαιρικό σχήμα αλλά ελλειπτικό, με συνέπεια τααντικείμενα να μην εστιάζονται το ίδιο σε όλες τιςκατευθύνσεις.
Στην πρεσβυωπία τα κοντινά αντικείμενα εστιάζονταιπίσω από τον αμφιβληστροειδή, όπως και στηνυπερμετρωπία, αλλά σε αυτήν την περίπτωση αυτόοφείλεται στη φυσιολογική γήρανση του φακού τουοφθαλμού.
47https://www.metamosxeusikeratoeidous.gr
48https://www.youtube.com/watch?v=XPDVmBg5DeE
49
50
Kύμα…
… μέτωπο κύματος
https://commons.wikimedia.org/wiki/File:Plane_Wave_Oblique_View.jpg
https://openstax.org/books/college-physics/pages/27-2-huygenss-principle-diffraction
Κάθε σηµείο ενός µετώπου κύµατος, µπορείνα θεωρηθεί σαν µιαδευτερεύουσα πηγή σφαιρικού κύµατος
Συμπεριφέρεται σαν πηγή κύματος
Το συνολικό μέτωπο είναι εφαπτόμενο στα κύματα που δημιουργούνται από το κάθε σημείο
51
https://www.youtube.com/watch?v=gliLaaeZHwg
http://www.schoolphysics.co.uk/age16-19/Wave%20properties/Wave%20properties/text/Theories_of_light/index.html
ΑΝΑΚΛΑΣΗ ΔΙΑΘΛΑΣΗ
52http://www.schoolphysics.co.uk/age16-19/Wave%20properties/Wave%20properties/text/Theories_of_light/index.html
53https://openstax.org/books/college-physics/pages/27-2-huygenss-principle-diffraction
54https://openstax.org/books/university-physics-volume-3/pages/3-1-youngs-double-slit-interference
55http://physicsopenlab.org/2019/08/20/polarization-of-light/
56http://hyperphysics.phy-astr.gsu.edu/hbase/phyopt/polclas.html
57
58https://www.2020mag.com/article/the-physics-of-polarizing-filters
59https://www.2020mag.com/article/the-physics-of-polarizing-filters
60
61https://www.2020mag.com/article/the-physics-of-polarizing-filters
62https://www.youtube.com/watch?v=Ea8UAkZjfBU
63https://www.dpreview.com/articles/3797744816/3d-video-primer-part-1
64https://www.dpreview.com/articles/3797744816/3d-video-primer-part-1
65
https://greekherald.com.au/news/pink-supermoon-to-light-up-skies-around-the-world/
66https://en.wikipedia.org/wiki/Ebbinghaus_illusion
67https://www.youtube.com/watch?v=RXkYjL_7jME