by 4. Δίνονται τρία διαγράμματα της έντασης της ακτινοβολίας ανά μονάδα μήκους κύματος, σε συνάρτηση με το μήκος κύματος, για δύο θερμοκρασίες Τ2>Τ1 για ένα μέλαν σώμα.
i) Ποιο διάγραμμα είναι το σωστό; Να δικαιολογήσετε την απάντησή σας, εξηγώντας και γιατί απορρίπτετε τα άλλα δυο.
ii) Αν το σώμα στην θερμοκρασία Τ1 παρουσιάζει κόκκινο χρώμα, τι απόχρωση μπορεί να έχει στην θερμοκρασία Τ2;
ή
Ουσιαστικά δεν πρόκειται για ερωτήσεις Διονύση, αλλά για ανάλυση της θεωρίας και ανάδειξη των λεπτομερειών. Ευχαριστούμε.
Αναμένουμε τη ματιά σου και την προσέγγισή σου στην Κβαντομηχανική!
Διονύση εσύ έγινες μέλαν σώμα στο νησί; Πάρα πολύ όμορφες οι ερωτήσεις για την κατανόηση του περίφημου μέλανος σώματος που όσο πιό μέλαν είναι τόσο πιό πολύ ακτινοβολεί(μήπως είναι ατυχής η ονομασία μέλαν;). Να συμπληρώσω μια; ” Αν ψύξουμε τη σφαίρα στους -70 C ακτινοβολεί;”. Διονύση νομίζω ότι η 2 iii είναι σωστή, απορροφά όλες τις άλλες και ανακλά την κίτρινη. Αυτό όμως έχει να κάνει με την αντίληψη των χρωμάτων απο το μάτι μας που είναι ένα ξεχωριστό κεφάλαιο και ίσως έπρεπε να διδάσκεται στο γυμνάσιο αν δεν διδάσκεται.
Καλησπέρα Μίλτο, καλησπέρα Άρη και σας ευχαριστώ για το σχολιασμό.
Μίλτο, προσπάθησα να φτιάξω μια σειρά ερωτήσεων, σκεπτόμενος τι θα απαντούσε ένας μαθητής Λυκείου, ο οποίος ποτέ δεν έχει διδαχτεί ολοκληρωμένα θέματα φωτός, χρωμάτων, ακτινοβολίες κλπ…
Αντί να γράψω μια ανάρτηση θεωρίας, προτίμησα την παραπάνω μορφή των ερωτήσεων, στοχεύοντας στο καλύτερο ξεκαθάρισμα.
Το αν το πέτυχα, θα φανεί, όταν και αν χρησιμοποιηθούν από συναδέλφους, σε διδασκαλία σε μαθητές…
Άρη αυτό που λες για το ερώτημα 2.iii είναι αυτό που συναντά κάποιος συνήθως στα βιβλία. Είναι σωστό;
Κάθε έγχρωμη επιφάνεια αντανακλά μονοχρωματικό φως με ορισμένο μήκος κύματος;
Το φως που ανακλά δεν είναι σύνθετο; Δεν αποτελείται από πολλά μήκη κύματος;
Αν το αναλύσουμε θα πάρουμε μια έγχρωμη γραμμή μόνο;
Και όλα αυτά περί κύριων, των συμπληρωματικών χρωμάτων, αναμείξεις αποχρώσεις, που πάνε; Ας πούμε αυτά;
Και μια “πανδαισία” χρωμάτων:
Ο χρωματικός κύκλος του Ιττεν
Διδάσκοντας με Σωκρατική μέθοδο, μέλαν σώμα, θα έβαζα για τίτλο στην προκείμενη δουλειά Διονύση.
Μια γενική παρατήρηση δεν θυμάμαι πόσο εξοικειωμένοι είναι οι μαθητές με τις
έννοιες θερμική αγωγιμότητα, θερμική ισορροπία, οι οποίες είναι απαραίτητες σε αρκετές ερωτήσεις.
Βεβαίως είναι αναγκαίες σε φαινόμενα αλληλεπίδρασης μαύρου σώματος με το περιβάλλον.
Δυο μικρές λεκτικές βελτιώσεις θα μπορούσαν κατά την γνώμη μου να γίνουν
Στη 2 ii
απλά η ακτινοβολία που εκπέμπει έχει μεγάλα μήκη κύματοςαπλά το μέγιστο της ακτινοβολίας που εκπέμπει βρίσκεται στα μεγάλα μήκη κύματος
και στην 3i που την θεωρώ την πιο ζόρικια για τους μαθητές
Σε κάθε περίπτωση όμως
πρακτικάτελικά η σφαίρα και το δωμάτιο θα είχαν την ίδια θερμοκρασία.Καλά να περνάς.
Ωραία τα χρωματάκια μόνο που έχω αχρωματοψία στο πράσινο. 40 χρόνια πασόκος, 60 χρόνια βάζελος και δεν βλέπω το πράσινο. Μάλλον φταίει η πορεία του ΠΑΣΟΚ και του ΠΑΟ. Έχεις δίκιο, έγραψα βιαστικά το σχόλιο και σε μπέρδεψα. Όταν λέω κίτρινο χρώμα δεν εννοώ μονοχρωματικη ακτινοβολία που άλλωστε δεν υπάρχει, μόνο το λέιζερ πλησιάζει προς μονοχρωματικη και αυτή που παίρνουν οι αστρονόμοι από τα ειδικά φίλτρα(φίλτρο υδρογόνου πχ αφήνει να περάσει μόνο η γραμμή Ηα). Όταν το λευκό φως πέφτει στην κίτρινη μπάλα τότε αυτή απορροφά σταδιακά τα μήκη κύματος μακριά από το κίτρινο και ανακλα τα μήκη κύματος κοντά στο κίτρινο. Η ανακλωμενη ακτινοβολία επεξεργαζεται από τα κωνία του ματιού που είναι υπεύθυνα για την έγχρωμη όραση και δίνει εντολή στον εγγεφαλο για την απόχρωση του κίτρινου που προκύπτει από τη μείξη των τριών χρωμάτων που έχει ευαισθησία το μάτι(λίγο μπλε, πολύ πράσινο, λίγο κόκκινο = κάποια απόχρωση του κίτρινου). Από τη μείξη των τριών βασικών χρωμάτων μπορεί να προκύψουν 1.000.000 χρώματα, φαντάσου επομένως πόσες αποχρώσεις κίτρινου υπάρχουν. Εν τω μεταξύ δε βλέπουν όλοι η άνθρωποι την ίδια απόχρωση, το χρώμα ενός αντικειμένου δεν είναι εγγενής ιδιότητα του αλλά του πως θα μεταφράσει ο εγγεφαλος την εντολή που θα πάρει από τα κωνία. Γι όλα αυτά έγραψα στο σχόλιο ότι είναι θέμα του πως αντιλαμβάνεται το μάτι τα χρώματα. Υπό αυτήν την έννοια νομίζω οτι η πρόταση είναι σωστή.
Υπάρχει μια λύση για την αχρωματοψία στο πράσινο.
Αλλάζεις κόμμα και ομάδα.
Τι λες για κάτι προς το κόκκινο; Όπως λέμε Ολυμπιακός;
Καλημέρα Άρη!
Καλημέρα Άρη και σε ευχαριστώ για το σχολιασμό και τις παρατηρήσεις.
Ας τις δούμε:
απλά η ακτινοβολία που εκπέμπει έχει μεγάλα μήκη κύματοςαπλά το μέγιστο της ακτινοβολίας που εκπέμπει βρίσκεται στα μεγάλα μήκη κύματος»Δεν μας ενδιαφέρει μόνο το μέγιστο της ακτινοβολίας, γιατί θα πει ο μαθητής «και το ελάχιστο στο ορατό». Άρα την βλέπουμε την σφαίρα…
πρακτικάτελικά η σφαίρα και το δωμάτιο θα είχαν την ίδια θερμοκρασία.»Η λέξη πρακτικά γράφτηκε, γιατί ο «αντιρρησίας» θα υποστηρίξει ότι φωτίζοντας την σφαίρα με μια λάμπα, μπορούμε να της αυξήσουμε τοπικά την θερμοκρασία και να διατηρείται σε μεγαλύτερη τιμή από την θερμοκρασία του δωματίου. Οπότε;
Οπότε το «πρακτικά» το έβαλα, θέλοντας να πω …μην ασχολούμαστε τώρα με λεπτομέρειες τέτοιου περιεχομένου. Ουσιαστικά σφαίρα και δωμάτιο έχουν πάντα «σχεδόν την ίδια θερμοκρασία».
Όσον αφορά τα περί «δυναμικής ισορροπίας», αν έχουν καταλάβει τον όρο από την Χημεία, εύκολα τον …μετασχηματίζουν και στα παραπάνω… Αν φτάνοντας στο τέλος της χρονιάς, δεν έχουν εμπεδώσει τον όρο, τότε ό,τι και να του πεις πάνω στην ισορροπία αυτή, χαμένο θα πάει…
Καλημέρα Διονύση. Όχι πλάκα είμαι δίχρωμος, μπλε κενό κόκκινο. Όταν είμαι μόνος και πλησιάζω πράσινο είμαι διστακτικός μήπως είναι χαλασμένο. αν είναι και η Ποτουλα μου λέει πράσινο φύγε. Το ανακάλυψα τώρα με τα νεφελώματα. Οπότε το μπλε απορρίπτεται, μένει το κόκκινο για κόμμα, αλλά ομάδα κόκκινο με τίποτα. Ίσως κάνω καμιά μείξη και ότι προκύψει.
Καλημέρα Διονύση.
Μάλλον πρέπει να επιμείνω στην άποψη μου.
Όσον αφορά το 2ii και ο ορισμός του μαύρου σώματος και η φασματική καμπύλη μιλάνε για εκπομπή όλων των συχνοτήτων, άρα ξέρει ότι εκπέμπει και στις μικρές, το μέγιστο της καμπύλης καθορίζει το χρώμα που θα επικρατεί λόγω θερμοκρασίας.
Στην 3i το πρακτικά είναι εμπειρικό διότι και να υπάρχει διαφορά, τοπική που λες και εσύ θα είναι ελάχιστη, το τελικά είναι πιο θεωρητικό σημαίνει θερμοδυναμική ισορροπία.
Καλημέρα Άρη.
Καλά κάνεις και επιμένεις ότι με βάση τον ορισμό, το μέλαν σώμα εκπέμπει σε όλες τις συχνότητες.
Αλλά νομίζω ότι αυτό έχει μόνο θεωρητικό ενδιαφέρον και δεν βοηθά στην απάντηση στο ερώτημα “σε ένα σκοτεινό δωμάτιο φαίνεται η κίτρινη σφαίρα;”
Τι θέλω να πω; Ας δούμε το διάγραμμα.
(οι τιμές …εικονικές)
Σε μια τέτοια περίπτωση, για να εξηγήσεις γιατί δεν φαίνεται η σφαίρα, λες ότι “δεν εκπέμπει στην ορατή περιοχή του φάσματος” ενώ η αλήθεια είναι ότι υπάρχει μια πολύ μικρή ένταση φωτός, η οποία μπορεί να μην είναι αρκετή να ενεργοποιήσει το μάτι μας…
Άρα Διονύση αυτό που λέω είναι να αποφεύγουμε το “δεν εκπέμπει στην ορατή περιοχή του φάσματος”
και να περιγράφουμε αυτό που συμβαίνει ”αλήθεια είναι ότι υπάρχει μια πολύ μικρή ένταση φωτός, η οποία μπορεί να μην είναι αρκετή να ενεργοποιήσει το μάτι μας” ή κάτι ανάλογο.
Καλησπέρα Διονύση. Ευχαριστούμε για τις εξαιρετικές ερωτήσεις, που βγάζουν στην επιφάνεια πόσο δύσκολη θα είναι η διδασκαλία στην Κβαντομηχανική. Την έννοια της θερμοκρασίας την έμαθαν στο Γυμνάσιο, αλλά ποιος τη θυμάται; Η έννοια του χρώματος είναι ακόμα πιο δύσκολη. Είναι πλέον απαραίτητο να γίνεται η Ατομική Φυσική στη Β΄τάξη, όπου εξηγούνται τα φάσματα.
Να προσθέσω δυο διαγράμματα φασμάτων από τις γνωστές μας πλέον λάμπες Led, που εκπέμπουν φως “φυσικό(pure)” και “θερμό(warm)” αντίστοιχα.
Βλέπουμε ότι και οι δύο έχουν έντονη εκπομπή στο μπλε αλλά στο μάτι πως φαίνονται; Υπερισχύει η περιοχή του φάσματος που εκπέμπεται το μεγαλύτερο ποσό έντασης ακτινοβολίας. Έτσι το θερμό είναι πιο κίτρινο.
Διδακτική προσέγγιση Άρη!
Προφανώς μπορεί να δοθεί και η απάντηση που υποστηρίζεις…
Καλό μεσημέρι Ανδρέα και σε ευχαριστώ για το σχολιασμό, αλλά και τον εμπλουτισμό με τα διαγράμματα για τις λάμπες Led.
Πράγματι εντυπωσιακά…
Διονύση λόγω νεφελωματων ασχολήθηκα με την όραση και διαπίστωσα ότι είχα πλήρη άγνοια. Όσον αφορά την ακτινοβολία που εκπέμπει η σφαίρα είναι πολύ μικρής έντασης με μέγιστο στο υπέρυθρο. Ακόμα και μεγάλης έντασης ακτινοβολία με μέγιστο στο υπέρυθρο έχει χαρακτηριστικό χρώμα βαθύ κόκκινο που σε συνθήκες σκότους δεν είναι ορατό. Το τι βλέπει το μάτι όμως είναι άλλο ζήτημα με το τι ακτινοβολεί το σώμα. Σε συνθήκες σκότους ενεργοποιούνται στο μεγιστο τα ραβδια υπεύθυνα για την ασπρόμαυρη όραση και αδρανοποιουνται τα κωνια υπεύθυνα για την έγχρωμη όραση. Τα ραβδία όμως είναι 120 εκατομμύρια ενώ τα κωνια μόνο 7 εκατομμύρια. Ανάλογα με τον άνθρωπο τώρα μετά από μισή ώρα περίπου στο σκοτάδι μπορεί να δει το περίγραμμα πχ ενος σώματος όχι όμως χρώμα. Στη συγκεκριμένη ερώτηση ή απάντηση είναι ότι μπορεί κάποιος να δει αχνά τη σφαίρα αλλά όχι το χρώμα της, άλλος μπορεί να μη τη δει. Σε κάθε περίπτωση όμως αυτά μεταξύ μας, δεν είναι για μαθητές και μάλιστα Γ Λυκείου που προετοιμαζονται για εξετάσεις.