Μια μπάλα συγκρούεται, ένα κύμα διαδίδεται, δύο σώματα συγκρούονται και ένα αεροπλάνο απογειώνεται. Πίσω από κάθε κίνηση κρύβεται και ένας νόμος της Φυσικής. Ο Bernoulli αποκαλύπτει τα μυστικά των ρευστών, ο Einstein λυγίζει τον χρόνο και η κβαντική φυσική ανοίγει την πόρτα σε έναν κόσμο απρόβλεπτο. Έλα στο μάθημα και ανακάλυψε τις ιδέες που άλλαξαν το σύμπαν 🌌

Φυσική Προσανατολισμού Γ' Λυκείου

12. 2.12 Σύνοψη

# Σύνοψη Κεφαλαίου 2: Κύματα 🌊

Ένα <tooltip content="Η διάδοση μιας διαταραχής μέσα σε ελαστικό μέσο.">μηχανικό κύμα</tooltip> είναι η διάδοση μιας διαταραχής που μεταφέρει **ενέργεια και ορμή χωρίς να μεταφέρει ύλη**. Κάθε σημείο του μέσου απλώς ταλαντώνεται γύρω από τη θέση ισορροπίας του. Τα κύματα είναι <tooltip content="Η ταλάντωση γίνεται κάθετα στη διάδοση.">εγκάρσια</tooltip> ή <tooltip content="Η ταλάντωση γίνεται παράλληλα στη διάδοση.">διαμήκη</tooltip>, ενώ τα χαρακτηριστικά τους μεγέθη συνδέονται με τη θεμελιώδη εξίσωση της κυματικής \( υ = λ f \). Η κίνηση κάθε σημείου περιγράφεται από την εξίσωση του αρμονικού κύματος \[ y = A\,ημ\,2π\!\left(\dfrac{t}{T} - \dfrac{x}{λ}\right) \] η οποία ισχύει αφού το κύμα φτάσει στο σημείο.

Όταν δύο ή περισσότερα κύματα συναντηθούν, ισχύει η <tooltip content="Η συνολική απομάκρυνση ισούται με το αλγεβρικό άθροισμα των επιμέρους.">αρχή της επαλληλίας</tooltip> και προκύπτει το φαινόμενο της **συμβολής**. Για δύο σύγχρονες πηγές, η συμβολή είναι **ενισχυτική** όταν η διαφορά δρόμου είναι \( r_2 - r_1 = Nλ \) (πλάτος \( 2A \)) και **αποσβεστική** όταν \( r_2 - r_1 = (2N+1)\dfrac{λ}{2} \) (πλάτος \( 0 \)). 🤝 Όταν δύο όμοια κύματα διαδίδονται σε αντίθετες κατευθύνσεις, δημιουργείται **στάσιμο κύμα** \[ y = 2A\,συν\dfrac{2πx}{λ}\,ημ\dfrac{2πt}{T} \] με ακίνητους <tooltip content="Σημεία με μηδενικό πλάτος ταλάντωσης.">δεσμούς</tooltip> και <tooltip content="Σημεία με μέγιστο πλάτος 2A.">κοιλίες</tooltip>, που απέχουν διαδοχικά \( \dfrac{λ}{2} \).

Τα **ηλεκτρομαγνητικά κύματα** είναι η ταυτόχρονη διάδοση μεταβαλλόμενου ηλεκτρικού και μαγνητικού πεδίου, διαδίδονται στο κενό με ταχύτητα \( c = 3\times10^{8}\ \mathrm{m/s} \) και ικανοποιούν \( c = λ f \). ⚡ Όλα τα είδη ακτινοβολίας (ραδιοκύματα, μικροκύματα, υπέρυθρη, ορατό φως, υπεριώδης, ακτίνες X και γ) έχουν την ίδια φύση και διαφέρουν μόνο στη συχνότητα: όσο μεγαλύτερη η \( f \), τόσο μικρότερο το \( λ \) και τόσο μεγαλύτερη η ενέργεια \( E = h f \). 🌈

Στη διαχωριστική επιφάνεια δύο μέσων το φως υφίσταται **ανάκλαση** (\( θ_α' = θ_α \)) και **διάθλαση** κατά τον νόμο του Snell \( n_α\,ημθ_α = n_β\,ημθ_β \), με <tooltip content="n = c/υ, καθαρός αριθμός με n ≥ 1.">δείκτη διάθλασης</tooltip> \( n = \dfrac{c}{υ} \). 💡 Όταν το φως περνά από οπτικά πυκνότερο σε αραιότερο μέσο και η γωνία ξεπεράσει την **κρίσιμη γωνία** \( ημθ_{κρ} = \dfrac{n_2}{n_1} \), συμβαίνει **ολική ανάκλαση** (αξιοποιείται στις οπτικές ίνες). Τέλος, ο <tooltip content="Η εξάρτηση του δείκτη διάθλασης από το μήκος κύματος.">διασκεδασμός</tooltip> προκαλεί διαφορετική εκτροπή κάθε χρώματος, οπότε ένα πρίσμα αναλύει το λευκό φως στα χρώματά του και εξηγεί το ουράνιο τόξο.
