.

mlna

Lumina reprezinta o forma

importanta de energie. Viata pe

pamdnt e dependenta de

energia eliberata de soare. Pe

de alta parte, lumina e radiatia

care ne dii posibilitatea sa

vedem. Lumina de laser are

numeroase intrebuintari -de la

transmiterea mesajelor piina la

taierea otelului.

~ dem obiectele cand lumina lor ajunge laochiul nostru. Lucrurile pt: care le vedemfie produc lumina, fie reflecta lumina

produsa de alte obiecte sau permit luminii s.11estrabata. De exemplu putem vedea Soarele ()istelele pentru c.1 produc lumina. Majoritateaobiectelor din jurul nostru le vedem datoritaluminii pe care o reflecta.

O Curcubeul se for-meaza cand lumina so-lara straluce~te pe pica-turile de ploaie. Candlumina trece dintr-unmediu sau material inaltul. i~i modifica direc-~ia de deplasare. Radia-~iile de culori diferitenu se comporta la fel laaceasta trecere. Lumi-na alba e formata dinradia~ii de culori diferi-te. iar picaturlle de

ploaie modifica maimult sau mai pu~in di-red;ia lor. Rezultatuleste o banda de culori.

O Descompunerealuminii in culorile

componente se nu-me~te dispersie. Pris-ma schimba direc1ia

radia1iei violete cel-0: mai mult, iar a celei~ ro~ii cel mai pu1in.

Culoareain general lumina stralucitoare a soatelui econsiderata ca fUnd purn sau alba. Acest lucru egre~it, lumina alba fUnd de fapt o combinatie demai multe culori. Culorile ce compun luminaalba pot fi vazute atunci cand razele de soarestralucesc prin picaturile de ploaie dand ~tereunui curcubeu. cand lumina e reflectata demarginea unei oglinzi sau atunci cand treceprintr-un ornament sau recipient de sticla, poatefi v.'izuta o banda de culori. Aceasta banda deculori e denumita spectrul luminii, ea trecandtreptat de la culoarea ro~ie pana la violet

De obicei se neglijeaza nuantele mai fme ~ise considern ca spectrul este alcatuit doar din~apte benzi colorate. Aceste culori, denumite ~icele ~apte culori ale curcubeului, sunt: ro~u,oranj, galben, verde, albastru, indigo ~i violet

-Prismelein anti 1660, savantul englez Is~c Newton faceadiferite experiente cu lumina. Folosind o prismatriunghiularn de sticla a descompus lumina Intr-un spectru. A descoperit ca utilizand Inca oprisma putea sa recombine razele colorate,ob1;inand lumina alba. Experimentul a adusdovada cl lumina alba e formata din radiatiicolorate.

La trecerea prin prisma razelede lumina I~imodifica directia de propagate. Dar radiatiilede culori diferite I~i vor schimba directia Inmod diferit, cele ro~ii cel mai putin, iar cele

O Culorile primare ale luminii (dreapta) suntro~u, verde ~i albastru. Ele se combina for-mand lumina alba. Amestecate cate doua for-meaza galbenul. cianul ~i purpuriul. Culorilepigment sau culorile primare din pictura(dreapta margine) sunt purpuriul. cianul ~igalbenul. Se combina ca in imaginile alaturate.

-&'6~uro

~~

:e~u~~(:1"E"'~

LUMINA

violete cel mai mult.Modificarea direqiei de propagare a luminii

se nume~te refractie, iar fenomenul dedescompunere a luminii albe 1n radiatii coloratese num~te dispersie. Curcubeele se formeazaatunci cind picaturile de ploaie disperseazalumina soarelui.

Undele electromagneticeSpectrul luminii reprezinta doar o parte dingama larga de radiatii numita spectrulelectromagnetic. Acesta mai include radiatiilegamma, radiatiile X, ultravioletele, radiatiileinfraro~ii (caldura) ~i undele radio. Toateformele de radiatii electromagnetice se propagaca unde de vibratie electrica ~i magnetica, cuviteza luminii -aproximativ 300.000km/s.Diferenta principala 1ntre aceste tipuri de undeelectromagnetice o reprezinta lungimea lor,determinata de frecventa -ritmul 1ncare suntproduse undele electromagnetice. Cu catfrecventa e mai mare, cu atat undele sunt maiapropiate, iar lungimea lor de unda e mai mica.Undele electromagnetice se afia 1ntre radiatiileinfraro~ii ~i cele ultraviolete In spectrul

electromagnetic.

O Curbele des~n~!edintre aceste lentile descompune lumina alba inradiatii colorate, iar cea de-a doua recompuneradiatiile colorate, astfel inc:1t sa elimine acelernargini franjurate Ccurioscute sub denumirea deaberatie crornatica).

LentileleLentilele din aparatele de fotografiat ~i dininstrumentele optice deviaza radiatiileluminoase astfel.1ncat sa fbrmeze imagini. Poateati remarcat ca lentilele din telescoapele ieftine,de exemplu, produc franjuri colorati pemarginea imaginilor pe care le formeaza. Acestlucru se 1ntfu:npla deoarece, la fel ca prismele,lentilele simple confectionate dintr-o singurabucata de sticla sau plastic deviaza radia1;iilecolorate mai mult sau mai putin. inechipamentele de calitate, acest defect e~liminat folosind doua lentile suprapuse. Prima

Culorile primareA5a cum a aratat Newton, lumina alba poate fiprodusa combinand radia!;iile celor ~apte culoriale curcubeului. Exista insa o cale ~i mai simplade a face acest lucru. Radia!;iile ro~ii, verzi ~i

AUnghi de

incidenta

Unghi de

reflexie ~ ! I't\~ Rosu

lJf'bast~~;;f"/

~ , ~Ibastru

I~ Ro~u

Focar albastru

Foca

ro~l

~

r;::;-:O Lumina ce trece printr-o prisma triun-ghiulara e refractata ~i la intrare ~i la ie~ire.Radia,iile de culori diferite sunt refractate cuunghiuri diferite. razele albastre fiind deviatemai mult ca cele ro~ii; astfel lumina se

descompune in culorile componente.

O Lumina ce trece printr-o prisma triun-ghiulara e refractata ~i la intrare ~i la ie~ire.Radia~iile de culori diferite sunt refractate cuunghiuri diferite, razele albastre fiind deviatemai mult ca cele ro~ii; astfel lumina s'e

descompune in culorile componente.~

~

~

O Cand raza luminoasa cade pe o suprafa'aneteda (sus), lumina e reflectata intr-odirec'ie ~i se formeaza o imagine tip oglinda.O suprafa,a cu denivelari disperseaza lumina~i nu reflecta o imagine clara.

A---~//\~~

/Unghi de inciden~a -,

ilaLentila r- ~

convergenta ta ~~d

v ~O O lentila compusa din doua tipuri de stic- ~

la poate poate fi folosita pentru a produce

imagini colorate nedistorsionate. De~i primulelement al lentilei descompune razele dediferite culori ~i cantita,i, astfel ca ele se mi~-ca independent, al doilea element le reune~-te, eliminand astfel distorsiunile de culoare.

O Lentila convexa, din care vedem o parte inimagine, are pa~i care se curbeaza spre exte-rior. Fiecare parte a acestor lentile se compor-ta ca o prisma ~i descompune lumina ce treceprin ea. Razele de 0 singura culoare ~i veninddin acela~i punct sunt focalizate sau deviatepentru a se int31ni intr-un punct mai departat.

// /

O Lumina ce trece printr-o placa de sticla cu

fe~e paralele e refractata (deviata) cu acela~i

unghi ~i atunci c3nd intra ~i atunci c3nd iese.

52

cu negru reprezlntaenergia radiata la

diferite temperaturi.La 6000°C cea maimare parte aradia1;iilor suntproduse sub formade lumina. La2000°C sunt emisemai multe infraro~ii.

ro~ie a luminii albe ~i absoarbe aproape intotalitate componentele verzi ~i albastre.

Dacl se amestecl vopsele de diferite culori,fiecare absoarbe componente diferite aleluminii albe, astfel incit amestecul va fi maiinchis la culoare. Din aceastl cauza amestecareavopselelor e diametrn1 opusa procesului decombinare a radiatiilor colorate, iar culorileprimare folosite pentru obtinerea altor culori vorfi ~i ele diferite. Aceste culori primare folosite inpicturn sunt denumite pigmenti principali. Elesunt purpuriul, cianul ~i galbenul de~i foarte des(~i in mod gre~it) sunt denumite ro~u, albastru~i galben. Daca: va: uitati de aproape cu o lupa:la ilustratiile prezentate veti observa ca: suntformate din puncte de tc~ste c;ulori primare...Seadauga: culoarea neagra: pentru a cre~tedensitatea. pa:rtilor intunecate, deoarece chiar ~iun amestec dens al culorilor primare maireflectl to~i putina: lumina, rezultand un maroinchis in loc de negru,

Unde ,i particuleAproximativ in secolul III i.e.n., grecii au dedusca: lumina e emisa: de corpuri luminoase, CUm arfi soarele ~i ca:rbunii ap~i. Dar modul in carese formeaza ~i se deplaseaza in spatiu radiatiileluminoase a ra:mas un mister secole de-a randul.Chiar ~i in zilele noastre aceastl problema: nueste in totalitate inteleasa: de cltre oamenii de~tiinta:.

in anii 1600, Isaac Newton ~i altii credeau cllumina era compusa: din particule ce se mi5ca:cu viteza mare, particule denumite corpusculi.Dar olandezul Christiaan Huygens ~i adeptii saisustineau ca: lumina e alca:tuita: dintr-osuccesiune de unde.

.multe culori ne ajuta: ~ explicam de ce uneleobiecte ne apar colorate. Un obiect va fi vazuta1b daal reflectl toate cele trei componente aleluminii albe, iar daca nu reflectl nici una dinaceste componente, va fi vazut negrn. Un obiectne apare ro~u cand e privit 1n lumina alba,pentru ca reflectl cu precadere componenta

albastre pot fi combinate asfel incat sa se ob1;inalumin:l alba. Aceste trei culori sunt denumiteculorile primare ale luminii. Prin combinarea lorin diverse moduri se por obtine aite culori. Deexemplu cu ajutorul radiatii1or fO.5ii ~i verzi seobtine lumina galbernl.

Faptul cl lumina alba e un amestec de mai

O Bancnotele

marcate cu antracen

sunt fluorescente in

lumina ultraviolet3.

O Lumina ultraviole-

ta e folosita in

stomatologie pentrucicatrizarea gingiilor ~i

omorarea germenilor.

LUMINA

O Acest pe~te viperaradiaza lumina biolu-miniscenta cu ajutorulunor organe numitefotofori, situate pe ab-domen. Pe~tele i~iregleaza Iuminozita-tea ca sa se potriveas- -Cca cu lumina din stra- ]tul de deasupra sa.

I ~ O Meduza i~i lumi-

~ neaza drumul spre

:;f adanculoceanului.

'Qjc"

Q:~'6"

~~

~

bazeaz:l teoria cuantica a luminil emisa dePlank, teorie pentru care a primit premiul Nobelpentl"u fizica in 1918. Cuanta de energieluminoasa este o particula denumita foton..!ntotdeauna lumina emisa sau absorbita secomport:! caun curent de fotoni.

Dupa cum s-a vazut, adevarata natura aluminii e greu de inteles. De aceea se spunedespre lumina ca are o natura duala, iar savantiipot folosi atat teoria ondulatorie a luminii cat ~iteoria corpusculara pentru a-~i explicaobservatille.

Generarea luminiiLa fel ca electricitatea, lumina poate fi generatacu ajutorul altor forrne de energie. Soareleproduce lumina ;;i alte radiatii electromagneticeca un11are a unor reactii nucleare puternice,care transforma hidrogenul m heliu. Cand ardcarbunii sau lemnele, energia chimica acombustibilului se transforrna m caldura ;;ilumina. La trecerea curentului printr-un filamentmetalic, becurile transforrna electricitatea mcaldura ;;i lumina. Dar o lampa fluorescentafunqioneaza mtr-un mod diferit. La capeteleunui tub ce contine vapori sub presiune mica(de objcei mercur), se aplic:l un curent de voltajmalt. Astfel vaporii devin incandescenti ;;i emitradiatii ultraviolete, care se vor lovi de mveli;;ulchimic aflat pe peretii interiori ai tubului.fnveli;;ul absoarbe radiatii1e ultraviolete, caresunt invizibile ;;i emite energie sub forma delumina. Acest proces de conversie a radiatiilorse nume;;te fluorescent:l. Fosforescenta e unefect similar, dar luminozitatea va persista o

O Silueta unui gandac de pamant, proiectata

perioada destul de lung;! de timp dup~ ce sursa.de radiatii a fost Indep~rtat:a. Dup~ ce a fostexpus~ cateva momente la o lumiru! putemica,va continua-'s~ straluceasc~ citeva ore. Atiltfluorescenta cat $i fosforescenta sunt forme aleluminiscentei -emisiunea de lumiru! care sedatoreaza altei cauze decat temperatura ridicata.

BioluminiscentaUnele organisme vii, cum ~r fi viermiilumino$i $i unele specii de pe$ti, ciuperci $ibacterii, emit lumin~ printr-un fenomen numitbioluminiscent~: lumina e produs~ pe bazaenergiei chimice, rezultata atunci cand subs-tanta numit~ luciferin~ se combin~ cuoxigenul.

Una dintre cele mai folositoare surse delumin~ este laserul. Literele acestui cuvantprovin de la denumirea din limba englez~"Light Amplification by the StjmulatedEmission of Radiation" Camplificarea luminiiprin stimularea emisiunii de radiatii). intr-untub laser, cu ajutorul curentului electric sestimuleaz~ atomii pentru a elibera fotoni.Fotonii ies din tub sub forma unui fasciculingust de lumin~ sau alt tip de radiatieelectromagnetic~ -in functie de substantautilizat~ pentru a produce fotonii.

Spre deosebire de lumina normal~, luminade laser este coerenta. Aceasta inseamna catoate undele luminoase oscileaz~ impreuna.Fasciculul de raze are numeroase Intrebuintari:cicatrizarea tesuturilor in chirurgie, t~iereaotelului, ghidarea proiectilelor catre tinta $itransmiterea unor sernnale de comunicatie. -

In 1801, savantul englez Thomas Young arealizat o serie de experimente cu privire ladifractia luminii, un fenomen prin care lumina,in loc sa se propage in linie dreapta, seImpr;1,5tie ~or la trecerea printr-o fanta ingusta.Young a explicat difractia plecand de lapresupunerea ca lumina se propaga sub formade unde. In anii 1860 savatul scotian JamesClerk Maxwell a sustinut ca energiaelectromagnetica se deplaseaza sub forma deunde, iar lumina este o forma particulara aacestei energii.

Cu toate acestea, la inceputul secolului XX ,savantul german Max Plank a ararat ca energiaradiatiilor e formata din mici cantitati deenergie, numite cuante. Pe aceasta ipoteza se

O Pentru a produceefecte spectaculoasein timpul concertelorde muzica rock seutilizeza generatoarede fum, careimpra~tie in aerparticule de fum.Acestea disperseazarazele de luminaprovenite de lareflectoare, fac3ndu-le mai vizibile.

E.!!

~]z.9!'6O

Stiint~ ~i tehnologie 30 -LASERUL Stiin~ ~i tehnologie 39 -FULGERUL

pe tundalul unei lumini bioluminiscente verzi,produsa de o ciuperca ce cre~te pe copaci.