Στο σχολείο και στα μαθήματα της φυσικής, της χημείας και της βιολογίας διδαχθήκαμε πολλά ωραία πράγματα. Το πιο πολλά από αυτά διδάσκονται και σήμερα οι μαθητές μας. Υπάρχουν όμως βάσιμες υποψίες ότι, κάποια από αυτά, δεν διδάχτηκαν με το σωστό τρόπο. Ο σκοπός που γράφω αυτή τη σελίδα είναι να κάνουμε μια επανεξέταση αυτών που θεωρώ ότι δεν είναι σωστά διδαγμένα.
1. Ηλεκτρικό ρεύμα είναι η κίνηση των ελεύθερων ηλεκτρονίων.
Αυτή η άποψη επικρατούσε τη δική μας εποχή. Βέβαια δεν είναι σωστή. Τα ελεύθερα ηλεκτρόνια σε κάθε αγωγό κινούνται είτε ο αγωγός διαρρέεται από ρεύμα, είτε όχι. Επίσης φορείς του ηλεκτρικού ρεύματος είναι τα φορτισμένα σωματίδια γενικά και όχι αποκλειστικά τα ηλεκτρόνια. Ο σωστός ορισμός του ηλεκτρικού ρεύματος είναι: Ηλεκτρικό ρεύμα είναι η ροή ηλεκτρικού φορτίου. Επειδή το ηλεκτρικό ρεύμα είναι μακροσκοπική έννοια, θα ήταν σωστότερο να το ορίσουμε χρησιμοποιώντας την έννοια του ηλεκτρικού φορτίου, που είναι μακροσκοπική, και όχι μικροσκοπικές έννοιες, όπως ηλεκτρόνια και ιόντα.
2. Η πραγματική φορά του ηλεκτρικού ρεύματος είναι αυτή της κίνησης των ηλεκτρονίων. Σήμερα, για ιστορικούς λόγους, έχει υιοθετηθεί σαν φορά του ηλεκτρικού ρεύματος η αντίθετη αυτής της κίνησης των ηλεκτρονίων. Η φορά αυτή ονομάζεται "συμβατική φορά του ρεύματος".
Η συμβατική φορά του ρεύματος έχει σοβαρούς λόγους που υιοθετήθηκε και όχι απλά ιστορικούς. Είναι λάθος, κατ΄ αρχήν, να θεωρούμε τα ηλεκτρόνια και μόνο τα ηλεκτρόνια σαν φορείς του ρεύματος. Στους ηλεκτρολύτες οι φορείς του ρεύματος είναι τα ανιόντα και τα κατιόντα. Στις ηλεκτρικές εκκενώσεις, ομοίως. Στους ημιαγωγούς τύπου p οι οπές. Στις δέσμες των επιταχυντών μπορεί να είναι τα πρωτόνια ή τα ποζιτρόνια. Θα προσπαθήσω τώρα να εξηγήσω ότι είναι λάθος να ταυτίζουμε πάντα τη φορά του ηλεκτρικού ρεύματος με τη φορά κίνησης των φορέων του.
- Έστω ότι ένας ευθύγραμμος αγωγός μεταφέρει φορτία από μια περιοχή του χώρου Α σε μια άλλη Β. Δεν ξέρω αν ο αγωγός μεταφέρει θετικά ή αρνητικά φορτία, αλλά ξέρω ότι, κατά την μεταφορά αυτή, το φορτίο της περιοχής Β αυξάνεται, ενώ αυτό της Α μειώνεται. Πρέπει, αναγκαστικά, να δεχτώ ότι η φορά του ρεύματος είναι από την Α στη Β ακόμα και στη περίπτωση που τα μεταφερόμενα φορτία είναι ηλεκτρόνια που κινούνται από την περιοχή Β στην Α.
- Ένα από τα μακροσκοπικά φαινόμενα που μαρτυρούν τη φορά του ρεύματος είναι η φορά του μαγνητικού πεδίου ευθύγραμμου ρεύματος. Το πεδίο αυτό έχει την ίδια φορά είτε πρόκειται για ηλεκτρόνια που κινούνται με συγκεκριμένη φορά, είτε πρόκειται για πρωτόνια ή κατιόντα που κινούνται κατά την αντίθετη φορά.
- Μια δέσμη που περιέχει ηλεκτρόνια και πρωτόνια κινούμενα με την ίδια ταχύτητα και στην ίδια κατεύθυνση έχει μηδενική ένταση ηλεκτρικού ρεύματος. Άρα το ρεύμα τον ηλεκτρονίων εξουδετερώνει το ρεύμα των πρωτονίων. Επομένως, ακόμα κι αν οι φορείς κινούνται στην ίδια κατεύθυνση, τα ρεύματά τους έχουν αντίθετη φορά.
- Όταν έχουμε ηλεκτρικό ρεύμα σε ηλεκτρολυτικό διάλυμα, τα ανιόντα κινούνται αντίθετα από τα κατιόντα. Εν τούτοις τα ρεύματά τους προστίθενται, και δεν αφαιρούνται.
- Είναι βολικό να θεωρούμε ότι το ηλεκτρικό φορτίο ρέει από υψηλότερο δυναμικό προς χαμηλότερο. Εν τούτοις τα ηλεκτρόνια κινούνται από χαμηλότερο δυναμικό προς υψηλότερο.
Οι παραπάνω αιτιάσεις μας οδηγούν στο να ταυτίσουμε, για το ένα από τα δυο είδη φορτίου, τη φορά του ρεύματος που δημιουργεί με τη φορά της κίνησής του, και για το άλλο, τη φορά του ρεύματος που δημιουργεί με την αντίθετη από τη φορά της κίνησής του. Επιλέξαμε η φορά του ρεύματος των θετικών φορτίων να ταυτίζεται με τη φορά κίνησής τους και το αντίθετο για τα αρνητικά φορτία.
3. Στη φύση δεν υπάρχουν αντιστρεπτές διαδικασίες.
Και βέβαια υπάρχουν. Το βιβλίο που έκανε αυτή την πρόταση, και μάλιστα με έντονη γραφή, ανέλυε παρακάτω τη λειτουργία της μηχανής του Carnot, που είναι αντιστρεπτή διαδικασία. Υπάρχουν πολλές ακόμα αντιστρεπτές διαδικασίες. Για παράδειγμα, όταν νερό και πάγος συνυπάρχουν στην θερμοκρασία τήξεως μέσα σε δοχείο με αδιαβατικά τοιχώματα, μια αύξηση της πίεσης θα οδηγήσει σε αύξηση της υγρής φάσης έναντι της στερεάς. Η διαδικασία είναι αντιστρεπτή.
4. Μη αντιστρεπτές διαδικασίες είναι αυτές που, ενώ μπορεί να γίνουν κατά τη μια φορά, δεν μπορεί να γίνουν κατά την αντίθετη.
Αν μου πέσει το στυλό στο πάτωμα, η διαδικασία είναι μη αντιστρεπτή. Ο λόγος δεν είναι ότι δεν μπορώ να τον επαναφέρω στη θέση του. Όμως, όταν τον επαναφέρω στη θέση του, κάτι θα μεταβληθεί σε μένα που έκανα την ενέργεια χρησιμοποιώντας τους μύες των χεριών μου και, ίσως, άλλους ακόμα μύες. Οι μεταβολές αυτές είναι μη αντιστρεπτές. Κάθε απόπειρα να επαναφέρω τους μύες μου και, γενικότερα, τον οργανισμό μου στην αρχική τους κατάσταση, θα έχει συνέπειες στον υπόλοιπο κόσμο. Ο υπόλοιπος κόσμος δεν θα μπορέσει να ξαναγίνει όπως πριν.
5. Το ουράνιο τόξο οφείλεται στο γεγονός ότι οι ακτίνες του ήλιου εισέρχονται στη σφαιρική σταγόνα υποκείμενες διαδοχικά σε διάθλαση, ολική ανάκλαση και νέα διάθλαση.
Η εξήγηση του ουράνιου τόξου δεν είναι τόσο απλή. Πάντως, ένα βασικό σφάλμα της παραπάνω πρότασης είναι ότι δεν πρόκειται για ολική ανάκλαση, αλλά για μερική.
6. Σύμφωνα με την αρχή του Fermat, μια ακτίνα που περνά διαδοχικά από τα σημεία Α και Β ακολουθεί το δρόμο με τον ελάχιστο χρόνο.
Ας υποθέσουμε ότι έχουμε έναν συγκλίνοντα φακό, μια φωτεινή πηγή στο σημείο Α του κύριου άξονα και το είδωλό της στο σημείο Β του κύριου άξονα. Όλες οι ακτίνες κάνουν τον ίδιο χρόνο για να πάνε από το Α στο Β. Αλλά, έστω σημείο Γ του κύριου άξονα μεταξύ του φακού και του Β. Μόνο μια ακτίνα από τα Α φτάνει στο Γ, αυτή που ακολουθεί τον κύριο άξονα. Κι αυτή η ακτίνα κάνει μικρότερο χρόνο να φτάσει στο Γ απ΄ αυτόν που θα έκανε αν ακολουθούσε οποιαδήποτε άλλη διαδρομή μέσω του φακού. Έστω τώρα σημείο Δ του οπτικού άξονα μακρύτερα από το φακό σε σχέση με το Β. Πάλι μόνο μία ακτίνα από το Α φτάνει στο Δ, αυτή του οπτικού άξονα. Αν όμως αυτή η ακτίνα διάλεγε να περάσει πρώτα από το φακό και μετά να περάσει από το Δ αλλάζοντας πορεία, θα έκανε μικρότερο χρόνο. Επομένως η ακτίνα του κύριου άξονα, αντί για βραχυστόχρονη που ήταν στο προηγούμενο παράδειγμα, είναι τώρα μεγιστόχρονη. Το θεώρημα Fermat πρέπει να αναδιατυπωθεί αλλάζοντας τον όρο "ελάχιστο χρόνο" σε "ακρότατο χρόνο".
7. Στο πείραμα του εκκρεμούς το πλάτος ταλάντωσης δεν πρέπει να υπερβαίνει τις 5 μοίρες.
Ένας από τος παράγοντες που πρέπει να λάβουμε υπ΄ όψη για να αποφασίσουμε το πλάτος ταλάντωσης, είναι η ακρίβεια στη μέτρηση της περιόδου. Πατάμε το start του χρονομέτρου όταν το βαρίδι φτάσει στο ένα άκρο της ταλάντωσης και, μετά από έναν ακέραιο αριθμό ταλαντώσεων, πατάμε το stop. Αυτά τα σημεία είναι πλεονεκτικά για το πάτημα του πλήκτρου start/stop γιατί το βαρίδι φτάνει σ΄ αυτά σε καλά καθορισμένους χρόνους. Αν το πλάτος της ταλάντωσης είναι μεγάλο, οι χρόνοι αυτοί είναι ακόμα πιο καλά καθορισμένοι γιατί το βαρίδι φτάνει σ΄ αυτά τα σημεία με μεγάλη επιβράδυνση και, όταν αναχωρεί από αυτά, η επιτάχυνση είναι επίσης μεγάλη. Το πρόβλημα με τα μεγάλα πλάτη είναι η αύξηση της περιόδου που εισάγει συστηματικό σφάλμα στη μέτρησή της. Πως λοιπόν θα αποφασίσουμε πιο είναι το καλύτερο πλάτος ταλάντωσης για να γίνει το πείραμα του εκκρεμούς; Από τη γνώση δυο πραγμάτων: δηλ. της αύξησης της περιόδου συναρτήσει του πλάτους και της ακρίβειας της μεθόδου που χρησιμοποιούμε για να μετρήσουμε την περίοδο. Έτσι, αν η ακρίβεια στη μέτρηση της περιόδου είναι 10 ms, το πλάτος να είναι τόσο ώστε να αντιστοιχεί σε περίοδο ταλάντωσης 3 ms με 6 ms μεγαλύτερη αυτής των μικρών ταλαντώσεων.
8. Τη χαρτοταινία της επιταχυνόμενης κίνησης του αμαξιδίου την κόβουμε σε κομμάτια των 10 κουκιδοαποστάσεων (δηλ. από την κουκίδα 1 μέχρι την 11, από την 11 μέχρι την 21 κοκ). Τα κομμάτια αυτά παριστάνουν στιγμιαίες ταχύτητες.
Για την ακρίβεια, οι συγγραφείς των εργαστηριακών οδηγών αφήνουν το μαθητή να εννοήσει ότι τα κομμάτια αυτά παριστάνουν στιγμιαίες ταχύτητες. Στην πραγματικότητα πρόκειται για μέσες ταχύτητες σε χρονικά διαστήματα των 0,2 s και τίθεται το πρόβλημα κατά πόσον σε μια επιταχυνόμενη κίνηση με επιτάχυνση της τάξης του 1m/ss ένα χρονικό διάστημα των 0,2 s είναι τόσο μικρό ώστε η μέση ταχύτητα να προσεγγίζει τη στιγμιαία. Αν η επιτάχυνση είναι 1m/ss τότε, τις χρονικές στιγμές 0 s, 0,2 s, 0,4 s,... η ταχύτητες είναι 0 m/s, 0,2 m/s, 0,4 m/s,....Επομένως, σε οποιοδήποτε κομμάτι των 10 "κουκιδοαποστάσεων" υπάρχει μια διαφορά ταχύτητας 0,2 m/s μεταξύ των άκρων του. Αυτό σημαίνει ότι δεν είναι καλό να προσεγγίζουμε τη μέση ταχύτητα που υπολογίζουμε στο συγκεκριμένο κομμάτι της χαρτοταινίας με τη στιγμιαία ταχύτητα, εκτός αν το αμαξίδιο είχε πολύ μεγάλη ταχύτητα (πχ 3 m/s) στο συγκεκριμένο κομμάτι χαρτοταινίας. Αλλά τέτοιες ταχύτητες είναι ακραίες σε συνηθισμένα πειράματα σχολικού εργαστηρίου.
Το αντεπιχείρημα ότι, όταν αυτά τα κομμάτια χαρτοταινίας κολληθούν με τη σειρά στον άξονα του t, προκύπτει μια "ράμπα" της οποίας τα κορυφαία σημεία είναι σε ευθεία που σχηματίζει κλίση ίση με την επιτάχυνση, όπως δηλ. θα έπρεπε να συμβαίνει αν αυτά τα κομμάτια παριστούσαν στιγμιαία ταχύτητα σε ομαλά επιταχυνόμενη κίνηση, καταρρίπτεται γιατί, όπως εύκολα αποδεικνύεται, σε μια γραφική παράσταση μέσης ταχύτητας ως προς χρόνο σε ΟΕΚ προκύπτει πάλι ευθεία που έχει κλίση a ως προς τον οριζόντιο άξονα.
Ένα απλό κριτήριο για να κρίνουμε αν ένα κομμάτι των "10 κουκιδοαποστάσεων" μπορεί να παριστά στιγμιαία ταχύτητα με ακρίβεια, είναι η σχέση αποστάσεων μεταξύ των δυο πρώτων και των δυο τελευταίων κουκίδων. Αν διαφέρουν λιγότερο από 10%, τότε, με σχετικά καλή ακρίβεια, παριστά στιγμιαία ταχύτητα.
9 Έργο είναι η μεταφορά ή η μετατροπή ενέργειας.
Από τις έννοιες "Έργο" και "Ενέργεια" η θεμελιώδης είναι η έννοια του έργου. Αλλά, όταν ένα σύστημα παράγει έργο, η ικανότητά του να συνεχίσει να παράγει έργο ελαττώνεται. Για παράδειγμα, όταν ανεβάζω σάκκους σιταριού από το έδαφος σε κάποιο ράφι ένα μέτρο ψηλότερα, εξαντλούμαι. Αν τη δουλειά την κάνει μηχανή, εξαντλείται το καύσιμό της. Από νωρίς λοιπόν οι άνθρωποι έστρεψαν το ενδιαφέρον τους στην κατασκευή μηχανών που θα μπορούσαν να παράγουν έργο χωρίς να εξαντλούνται. Μια μηχανή αυτού του είδους ονομάστηκε "αεικίνητο". Όλες οι προσπάθειες κατασκευής αεικινήτου απέτυχαν και έτσι οι άνθρωποι αντιλήφθηκαν ότι, όταν μια μηχανή παράγει έργο, χάνει "κάτι" και, προκειμένου η μηχανή να συνεχίσει να παράγει έργο, πρέπει αυτό το κάτι να αναπληρωθεί. Αυτό το κάτι βρίσκεται στο καύσιμο της μηχανής και, προκειμένου να του δώσουν ένα όνομα, το ονόμασαν "ενέργεια". Πολύ αργότερα αποκαλύφθηκε ότι η ενέργεια δεν χάνεται αλλά μετατρέπεται σε άλλες μορφές.
Επομένως, όταν μια μηχανή παράγει έργο, η ενέργειά της δεν χάνεται αλλά μεταφέρεται ή μετατρέπεται σε άλλες μορφές. Όμως το έργο δεν μπορεί να οριστεί σαν η μετατροπή ή η μεταφορά ενέργειας, επειδή το έργο είναι θεμελιώδης έννοια. Το έργο μπορεί να οριστεί μόνο από τις εξισώσεις ορισμού του. Υπάρχει η εξίσωση ορισμού του έργου σταθερής δύναμης, του έργου σταθερής ροπής, του έργου μεταβολής του όγκου υπό πίεση, του ηλεκτρικού έργου, κλπ. Η σωστή διδακτική διαδικασία πρέπει να είναι: πρώτα θεμελιώνεται η έννοια του έργου, μετά της ενέργειας και, στη συνέχεια αναπτύσσεται η αρχή διατήρησης της ενέργειας υπό τη μορφή του Πρώτου Θερμοδυναμικού αξιώματος: "Η μείωση της ενέργειας ενός συστήματος ισούται με το άθροισμα του έργου και της θερμότητας που παράγονται από το σύστημα." Υπάρχουν, τέλος, ορισμένες περιπτώσεις που η έκφραση "έργο είναι η μεταφορά ή η μετατροπή ενέργειας" δεν ισχύει.
- Όταν μια ποσότητα νερού παγώνει στον ατμοσφαιρικό αέρα, η διαστολή της παράγει έργο ίσο με PΔV, αλλά δεν υπάρχει κάποια μεταφορά ή μετατροπή ενέργειας.
- Κατά την κρούση σκληρών σφαιρών υπάρχει μεταφορά ενέργειας από τη μια στην άλλη, αλλά δεν υπάρχει έργο.
- Όταν βραχυκυκλώσουμε έναν φορτισμένο πυκνωτή, η ηλεκτροστατική του ενέργεια μετατρέπεται σε έναν ηλεκτρομαγνητικό παλμό, που διαδίδεται στο διάστημα. Εδώ υπάρχει μετατροπή ενέργειας από μια μορφή σε άλλη, αλλά δεν υπάρχει έργο.
- Όταν τοποθετήσουμε ένα ποτήρι ζεστό νερό σε ένα μεγάλο δοχείο με κρύο νερό, υπάρχει μεταφορά ενέργειας από το ποτήρι στο δοχείο, αλλά δεν υπάρχει έργο.
- Η αναταραχή ενός ρευστού σε δοχείο σταθερού όγκου με αδιαβατικά τοιχώματα του προσδίδει κινητική ενέργεια. Αν παύσει η αιτία της αναταραχής, το ρευστό, λόγω του ιξώδους, θα επανέλθει στην ηρεμία μετά από κάποιο χρόνο. Η θερμοκρασία του όμως θα είναι λίγο μεγαλύτερη τόσο ώστε η εσωτερική του ενέργεια να αυξηθεί τόσο όσο είχε μειωθεί η κινητική του ενέργεια. Έχουμε δηλαδή εδώ μετατροπή ενέργειας χωρίς έργο.
- Όταν δυο διαλύματα ζάχαρης χωρίζονται από ημιπερατή μεμβράνη, υπάρχει μεταφορά ύλης μέσω της μεμβράνης έτσι ώστε η στάθμη του διαλύματος με την μεγαλύτερη περιεκτικότητα σε ζάχαρη να ανεβαίνει, ενώ η άλλη να κατεβαίνει (οσμωτική πίεση). Εδώ υπάρχει μεταφορά ενέργειας, αλλά δεν υπάρχει έργο.
- Ένας κλειστός γυάλινος σωλήνας έχει σχήμα υψηλού ορθογωνίου και είναι γεμάτος με νερό. Αν τον θερμάνουμε σε μια από τις κάτω γωνίες του, το νερό θα αρχίσει να κυκλοφορεί. Εδώ υπάρχει μεταφορά ενέργειας, αλλά δεν υπάρχει έργο.
10. Ηλεκτρικό πεδίο είναι ο χώρος μέσα στον οποίο εκδηλώνονται ηλεκτρικές δυνάμεις.
Στο χώρο στον οποίο εκδηλώνονται ηλεκτρικές δυνάμεις υπάρχει ηλεκτρικό πεδίο. Αλλιώς: Ο χώρος είναι προικισμένος με την ιδιότητα του ηλεκτρικού πεδίου, όταν μέσα σ΄ αυτόν εκδηλώνονται ηλεκτρικές δυνάμεις. Αν η παραπάνω έκφραση είναι σωστή, θα ήταν επίσης σωστές και εκφράσεις όπως: Ο χώρος μεταξύ των ομόκεντρων αντίθετα φορτισμένων σφαιρών είναι ηλεκτρικό πεδίο. Η έκφραση βέβαια αυτή δεν είναι σωστή. Η σωστή είναι: Στο χώρο μεταξύ των δυο ομόκεντρων αντίθετα φορτισμένων σφαιρών υπάρχει ηλεκτρικό πεδίο. Είναι λοιπόν λάθος να ταυτίζουμε μια περιοχή του χώρου με το ηλεκτρικό πεδίο. Και είναι δύσκολο να βρούμε ορισμό του ηλεκτρικού πεδίου που να αρχίζει: "Ηλεκτρικό πεδίο είναι...". Αντί γι΄ αυτό πρέπει να λέμε: "Σε μια περιοχή του χώρου υπάρχει ηλεκτρικό πεδίο όταν...".
11. Ο σημερινός Περιοδικός Πίνακας των στοιχείων περιέχει 118 στοιχεία και σύντομα θα εμπλουτιστεί με περισσότερα.
Όλα τα υπερουράνια στοιχεία έχουν κατασκευαστεί με τη διαδικασία της ψυχρής σύντηξης, αν και κάποια από αυτά ανακαλύφθηκαν σε μικροποσότητες στη Γη. Για να είμαστε ακριβείς, η ψυχρή σύντηξη παράγει μόνο τους πυρήνες των στοιχείων. Οι πυρήνες αυτοί σε πολύ σύντομο χρονικό διάστημα αποκτούν τα ηλεκτρόνιά τους και μετατρέπονται σε πλήρη άτομα.
Τα άτομα αυτά είναι εξαιρετικά ασταθή. Για παράδειγμα, τα άτομα με Ζ κοντά στο 100, έχουν διάρκεια ζωής ένα κλάσμα του δευτερολέπτου. Για το λόγο αυτό, όπως επίσης και επειδή ο ρυθμός παραγωγής τους ήταν εξαιρετικά μικρός, ποτέ δεν παρασκευάστηκαν μακροσκοπικά υλικά με Ζ κοντά στο 100. Οι χρόνοι ζωής των πυρήνων ελαττώνονται εκθετικά με την αύξηση του Ζ, έτσι ώστε για Ζ>110 οι πυρήνες αυτοί έχουν τόσο μικρούς χρόνους ζωής που δεν προφταίνουν να αποκτήσουν ηλεκτρόνια. Γι αυτό δεν δημιουργήθηκαν ποτέ άτομα ύλης με τόσο μεγάλα Ζ. Οι ίδιοι αυτοί πυρήνες μεγάλου Ζ δεν παρατηρήθηκαν πριν διασπαστούν. Δηλαδή, πρώτα διασπάστηκαν, και μετά "παρατηρήθηκαν". Βέβαια αυτό που παρατηρήθηκε μετά τη διάσπασή τους ήταν τα θραύσματά τους. Δηλαδή, οι επιστήμονες παρατήρησαν τα θραύσματά τους, και από αυτά συμπέραναν ότι κάποιοι πυρήνες με μεγάλο Ζ είχαν δημιουργηθεί και διασπάστηκαν σχεδόν αμέσως.
Την ίδια τύχη θα έχουν και τα στοιχεία με Ζ>118 που ίσως παραχθούν στο μέλλον. Ίσως για τυπικούς λόγους πρέπει να μπουν στο περιοδικό σύστημα, αλλά η αξία τους για τη χημεία είναι μηδενική.
12. Ένα μέρος της ηλιακής ακτινοβολίας που πέφτει στη γη απορροφάται από το έδαφος και το υπόλοιπο ανακλάται στο διάστημα. Εξ αιτίας των αερίων του θερμοκηπίου, ένα μέρος της ανακλώμενης ακτινοβολίας επιστρέφει στη γη. Αυτό είναι το φαινόμενο του θερμοκηπίου.
Το παραπάνω δεν είναι μια καλή περιγραφή του φαινομένου του θερμοκηπίου. Εδώ πρόκειται για την παραγωγή ακτινοβολίας από το θερμό έδαφος και δεν πρόκειται για παθητική ανάκλαση της ακτινοβολίας. Κατ΄ αρχήν, κάθε θερμό σώμα, στερεό υγρό ή αέριο, εκπέμπει ακτινοβολία και αυτή η εκπομπή συντελεί στην ψύξη του. Αν αυτό το σώμα προσεγγίζει το λεγόμενο "μέλαν σώμα", η ενέργεια της θερμικής ακτινοβολίας που εκπέμπει είναι ανάλογη της τέταρτης δύναμης της θερμοκρασίας του. Η γη λοιπόν, θερμαίνεται αφ΄ ενός, απορροφώντας την ηλιακή ακτινοβολία και, αφ΄ ετέρου, ψύχεται εκπέμποντας προς το διάστημα θερμική ακτινοβολία που η ροή της αυξάνεται γρήγορα σε σχέση με τη θερμοκρασία του εδάφους. Η θερμική αυτή ακτινοβολία περιέχεται σε ένα φάσμα συχνοτήτων πολύ πιο χαμηλών από της συχνότητες του ηλιακού φάσματος. Αυτό είναι το φάσμα των συχνοτήτων που αλληλεπιδρά με τα αέρια του θερμοκηπίου και η αλληλεπίδραση αυτή έχει σαν αποτέλεσμα την επαναφορά μέρους της ακτινοβολούμενης θερμικής ακτινοβολίας πίσω στη γη. Τα αέρια του θερμοκηπίου δεν έχουν καμία επίδραση στην αντανακλώμενη από την επιφάνεια του εδάφους ακτινοβολία του ήλιου, όπως διατείνεται το βιβλίο βιολογίας της Γ΄ Γυμνασίου.
Σαν αντιπαράθεση σ΄ αυτή της θέση του βιβλίου έχω το εξής επιχείρημα: αν κάποια αέρια της ατμόσφαιρας εμποδίζουν την αντανακλώμενη ηλιακή ακτινοβολία να φύγει προς το διάστημα επιστρέφοντας τη στη γη, τα ίδια αέρια θα εμπόδιζαν, πρώτα απ΄ όλα, και την εισερχόμενη από τον ήλιο προς τη γη ακτινοβολία, δεδομένου ότι η εισερχόμενη και η αντανακλώμενη ακτινοβολία έχουν το ίδιο φάσμα. Το αποτέλεσμα θα ήταν η ψύξη και όχι η θέρμανση της γης, αφού ένα μέρος της ακτινοβολίας του ήλιου προς τη γη δε θα έφτανε ποτέ σ΄ αυτή.