CUM AR FI VIAŢA FĂRĂ LUMINĂ? "Există doua feluri de a împraştia lumina: să fii lumânarea sau să fii oglinda care o reflectă." (Edith Wharton)

DE CE VEDEM LUMEA? Obiectele care nu emit propria lor lumină (nu sunt surse de lumina), reflecta lumina primita de la o sursa de lumina şi de aceea pot fi observate.

CUM IDENTIFICAM FENOMENUL DE REFLEXIE IN VIATA DE ZI CU ZI? CUM SE REFLECTĂ LUMINA ÎN APĂ Soarele se reflectă pe suprafaţa unei ape cu unde, creând o dungă de lumină pe apă de la linia orizontului până la observator. Dacă valurile nu sunt direct perpendiculare pe dreapta soare-observator, dunga luminoasă va părea înclinată într-o parte. Dunga luminoasă este cel mai bine observată dacă apa este aproape calmă şi dacă soarele se afla la un unghi de 5 grade deasupra orizontului. DE CE ESTE ZĂPADA ORBITOARE? Fiecare fulg de nea se comportă ca o mică oglindă, iar zăpada în-seamnă miliarde de mici oglinzi care trimit lumi-na în ochii privitorului, orbindu-l.

CE ESTE REFLEXIA? Fenomenul de intoarcere a luminii in mediul din care a venit, atunci cand intalneste suprafata de separatie dintre doua medii diferite se numeşte reflexia luminii.

CARE SUNT TIPURILE DE REFLEXIE?

CUM SE REFLECTA LUMINA? LEGEA I LEGEA II Raza incidentă, raza reflectată şi normala la suprafaţa de separaţie sunt în acelaşi plan. LEGEA II Unghiul de incidenţă este congruent cu unghiul de reflexie Experimentul de verificarea legilor reflexiei l-am prezentat în broşura “Experimente”

CARE SUNT APLICATIILE REFLEXIEI? CUM FUNCŢIONEAZĂ OGLINZILE PLANE? O suprafata plana, foarte neteda, care reflecta in mod dirijat aproape integral lumina incidenta, poarta numele de oglinda plana. Prin aplicarea legilor reflexiei se poate stabili ca oglinzile plane determina formarea de imagini virtuale, in care punctele din spatiul-imagine sunt localizate simetric fata de planul oglinzii, cu punctele din spatiul-obiect.

CUM FUNCŢIONEAZĂ OGLINZILE SFERICE? Oglinzile sferice sunt calote sferice cu suprafaţa interioară sau exterioară reflectătoare. Pentru a construi imaginea unui obiect într-o oglinda sferică: Se duce raza paralelă cu axa optică principală, care se va reflecta prin focar. Oglinda concavă Se duce raza care trece prin centrul de curbură al oglinzii, care se reflectă pe acelaşi drum. Oglinda convexă

Fenomenul “responsabil” este refracţia luminii DE CE APA MODIFICĂ IMAGINEA OBIECTELOR? DE CE OBIECTELE DIN APĂ PAR A FI ÎN ALT LOC DECÂT SUNT ÎN REALITATE? Dacă o persoană “vede” imaginea obiectului în punctul C (pe direcţia privirii sale), de fapt obiectul este în punctul B. Se observă că tulpinile florilor din imagine se văd deformate prin apă, şi par a fi în alt loc decât sunt în realitate Fenomenul “responsabil” este refracţia luminii n1 n2 A B C D obiect imagine

CUM IDENTIFICAM FENOMENUL DE REFRACŢIE IN VIATA DE ZI CU ZI? MIRAJUL Mirajul se produce în zile călduroase, în apropierea nisipurilor sau soselelor încălzite de soare. REFRACŢIA ASTRONOMICĂ Fenomenul de refracţie astronomică determină curbarea razelor luminoase la trecerea prin straturile cu densităţi optice diferite ale atmosferei terestre. În felul acesta, astrele vor apărea pe bolta cerească întotdeauna mai sus decât sunt în realitate şi turtite. Deci atunci când Soarele se vede la orizont, el este de fapt cu aproape 5 grade sub orizont.

CE ESTE REFRACŢIA? Fenomenul de trecere a luminii dintr-un mediu in altul, cu schimbarea direcţiei de propagare, atunci cand intalneste suprafata de separatie dintre doua medii diferite se numeşte refractia luminii.

CUM SE REFRACTĂ LUMINA? LEGEA I LEGEA II Raza incidentă, raza reflectată şi normala la suprafaţa de separaţie sunt în acelaşi plan. LEGEA II n1 şi n2 sunt indicii de refracţie, V1 şi V2 reprezintă viteza luminii în mediile prin care trece

CARE SUNT APLICATIILE REFRACŢIEI? LENTILE Lentila este o piesă realizată dintr-un material transparent (sticlă, material plastic, etc.), cu două suprafeţe opuse în general curbe, folosită singură sau împreună cu alte piese similare pentru a concentra sau diverge lumina şi a forma imagini ale obiectelor. Lentilele se bazează pe fenomenul de refracţie a luminii, adică schimbarea direcţiei de propagare a acesteia la trecerea dintr-un mediu transparent în altul. Lentilele se pot clasifica după modul în care acţionează asupra razelor de lumină în lentile convergente, care transformă un fascicul paralel într-unul convergent; lentile divergente, care transformă un fascicul paralel într-unul divergent.

FORMULA LENTILELOR C = 1/f Daca f este distanta focală a lentilei, x1 – distanta de la obiect la lentilă şi x2 – distanţa de la imagine la lentilă, formula se scrie: Se numeşte convergenţa unei lentile inversul distanţei sale focale: Unitatea de măsură pentru convergenţa unei lentile este dioptria. C = 1/f

REFLEXIA TOTALA In general ,reflexia şi refracţia se produc amândouă odată. In fotografia din imagine, observaţi şi pietrele din apă(prin refracţie),dar şi reflexia cerului pe oglinda apei. Uneori, reflexia se produce fără refracţie.Acest fenomen se numeşte reflexia totală şi se produce dacă lumina cade oblic,la un unghi de incidenţă mare, pe un mediu cu indice de refracţie mai mic. Unghiul limita se calculeaza cu formula: Prin intermediul reflexiei totale se pot transmite semnale TV,radio, internet, prin fibre optice, chiar daca acestea nu sunt drepte

CUM SE FORMEAZĂ CURCUBEUL? Curcubeul este un fenomen optic şi meteorologic manifestat prin apariţia spectrului luminos atunci când lumina se refractă prin atmosfera suprasaturată de vapori de apă, de cele mai multe ori apărând după ploaie. Curcubeul ia forma unui arc roşu la exterior şi violet la interior. Secvenţa de culori cea mai acceptată este aceeaşi cu cea a spectrului luminii albe, adică: roşu, portocaliu (oranj), galben, verde, albastru, indigo şi violet (ROGVAIV).

Curcubeu produs în cascadă, în gheizer, pe mare, sau produs de fulger

De ce e cerul albastru? Un cer clar şi însorit este albastru pentru că moleculele din aer dispersează lumina albastră de la Soare mai mult decât lumina roşie.Când ne uităm spre Soare la asfinţit, putem observa culori roşii şi portocalii pentru că lumina albastră este dispersată în afara razei vizuale. Lumina albă este un amestec al culorilor curcubeului. Acesta a fost demonstrată de Isaac Newton, care a folosit o prismă pentru a separa diferite culori şi aşa a obţinut spectrul. Culorile de lumină se deosebesc datorită lungimii de undă care variază. Partea vizibilă a spectrului începe de la lumina roşie cu o lungime de undă de 780 nm, până la violet cu lungimea de undă de 380 nm, cu portocaliu, galben, verde, albastru şi indigo între ele. Cei trei receptori ai culorii din ochiului uman percep mai mult undele roşii, verzi şi albastre, ce ne dau vederea colorată.

De ce sunt apusurile roşietice? Înroşirea cerului la răsărit sau la apus poate avea două explicaţii: - fie dispersia puternică a luminii albastre ce parcurge un strat mai gros de aer când soarele apune; - fie absorbţia şi reflexia radiaţiilor luminoase de către particulele de praf. Acesta este motivul pentru care partea roşie din spectru domină.

CE ESTE DISPERSIA LUMINII? Lumina albă se separă în diverse culori (lungimi de undă) atunci când intră într-un strop de apă fiindcă roşul se refractă sub un unghi mai mic decât albastrul. La ieşirea din strop, raza roşie părăseşte stropul sub un unghi mai mic decât unghiul de refracţie al razei albastre, iar separarea culorilor realizează curcubeul, care în final, se produce pe retina privitorului. Fenomenul de descompunere a luminii albe în cele 7 culori fundamentale datorită refracţiei diferite pe anumite medii se numeşte dispersie. Uneori apare şi un al doilea curcubeu,mai mic decât primul şi având culorile în ordine inversă, de la violet spre roşu.

APLICATII ALE DISPERSIEI LUMINII PRISMA OPTICĂ Fenomenul de dispersie poate fi observat experimental cu ajutorul prismei optice. La trecerea luminii albe prin prisma, aceasta se descompune în cele 7 culori ale spectrului fundamental. Prisma optică e un mediu transparent(cu indice de refracţie n) mărginit de două feţe plane care formează un unghi refringent .

CUM A INFLUENŢAT LUMINA REALIZĂRILE TEHNICE? Proprietăţile luminii au fost valorificate prin realizarea instrumentelor optice (ochelari, aparate de fotografiat, aparate de proiecţie, microscop, luneta, telescop), fibrelor optice(pentru Internet, TV , telefonie). Reflexia, refracţia şi dispersia luminii sunt fenomene deplin “implicate” în aceste realizări tehnice !

BIBLIOGRAFIE http://elfwood.lysator.liu.se/farp/theart/williamreflection/Reflective2.htm http://www.weatherscapes.com/album.php?cat=optics&subcat=glitter_path http://www.weerfotografie.com/album.php?cat=optics&subcat=antisolar_rays http://en.wikipedia.org/wiki/Zodiacal_light http://zebulon1er.free.fr/neige.htm http://labs.cs.utt.ro/labs/Graphics/html/SPG/Download/C5_Iluminari_si_Umbriri.pdf Mircea Mihail Popovici – Fizică fenomene optice, Editura Teora http://perso.id-net.fr/~brolis/docs/blue/blue.html