Reflexia si Reflexia si refractia refractia luminiiluminii

Clasa a XI-a B , Liceul Teoretic Clasa a XI-a B , Liceul Teoretic “Callatis”“Callatis”

Stefan Alexandru

~ ~ Cuprins Cuprins ~~Reflexia Reflexia luminiiluminiiLegile Legile reflexieireflexieiReflexia Reflexia totalatotalaRefractia Refractia luminiiluminiiLegile refractieiLegile refractiei

BibliogrBibliografieafie

oOooOo Reflexia luminii Reflexia luminii oOooOo

Reflexia luminiii este fenomenul de schimbare a Reflexia luminiii este fenomenul de schimbare a directiei de propagare a luminii la suprafata de directiei de propagare a luminii la suprafata de separare a doua medii,lumina intoracandu-se separare a doua medii,lumina intoracandu-se din mediul in care a venit.din mediul in care a venit.

Daca lumina atinge suprafata de separare intr-Daca lumina atinge suprafata de separare intr-un unghi atunci lumina este reflectata in acelasi un unghi atunci lumina este reflectata in acelasi unghi, asemanator cu felul in care o minge sare unghi, asemanator cu felul in care o minge sare cand atinge pamantul. Lumina care este cand atinge pamantul. Lumina care este reflectata de pe o suprafata plana, cum ar fi reflectata de pe o suprafata plana, cum ar fi suprafata dintre aer si un lac, va forma o suprafata dintre aer si un lac, va forma o imagine in oglinda. Lumina reflectata de pe o imagine in oglinda. Lumina reflectata de pe o suprafata curba poate fi focusata intr-un punct, suprafata curba poate fi focusata intr-un punct, o linie, sau intr-o zona, acest lucru depinzand o linie, sau intr-o zona, acest lucru depinzand de curbura suprafetei.de curbura suprafetei.

Caracteristici generale

\\\...///\\\.../// Legile reflexieiLegile reflexiei \\\...///\\\...///

Legile reflexiei sunt: Legile reflexiei sunt: i) raza incidenta, normala si raza i) raza incidenta, normala si raza reflectata se gasesc in acelasi plan;reflectata se gasesc in acelasi plan;ii) unghiul de reflexie este egal cu ii) unghiul de reflexie este egal cu unghiul de incidenta.unghiul de incidenta.

~///~~///~ Reflexia totalaReflexia totala ~///~~///~ La trecerea razei de lumina dintr-un mediu mai La trecerea razei de lumina dintr-un mediu mai

refrigerent intr-un mediu mai putin refrigerent pe refrigerent intr-un mediu mai putin refrigerent pe masura ce unghiul de incidenta creste,se mareste masura ce unghiul de incidenta creste,se mareste si unghiul de refractie.Pentru un unghi de incidenta si unghiul de refractie.Pentru un unghi de incidenta I = l,raza este reflectata in lungul suprafetei de I = l,raza este reflectata in lungul suprafetei de separare,deci r = 90 grade.Unghiul minim de separare,deci r = 90 grade.Unghiul minim de incidenta l se numeste unghi limita.Pentru unghiuri incidenta l se numeste unghi limita.Pentru unghiuri de incidenta mai mari decat unghiul limita ( I > l) , de incidenta mai mari decat unghiul limita ( I > l) , nu mai exista raza refractata, ci ea se reflecta in nu mai exista raza refractata, ci ea se reflecta in mediul din care pleaca.Acest fenomen poarta mediul din care pleaca.Acest fenomen poarta numele de reflexie totala.numele de reflexie totala.

Valoarea unghiului limita depinde numai de indicii Valoarea unghiului limita depinde numai de indicii de refractie ai celor doua medii.de refractie ai celor doua medii.

oOo oOo Refractia luminii Refractia luminii oOooOo Refractia este schimbarea directiei luminii la Refractia este schimbarea directiei luminii la

trecerea acesteia dintr-un mediu transparent in trecerea acesteia dintr-un mediu transparent in altul. Fiindca lumina calatoreste cu viteze diferite in altul. Fiindca lumina calatoreste cu viteze diferite in medii diferite, ea trebuie sa-si schimbe viteza la medii diferite, ea trebuie sa-si schimbe viteza la trecerea dintr-un mediu in altul.trecerea dintr-un mediu in altul.

La interfata dintre doua medii, La interfata dintre doua medii, viteza de faza si si lungimea de unda se modifica, unda isi schimba se modifica, unda isi schimba directia, însa directia, însa frecventa ramâne aceeasi. În ramâne aceeasi. În optica, , pentru studiul refractiei se foloseste notiunea de pentru studiul refractiei se foloseste notiunea de indice de refractie, care este direct legata de viteza de , care este direct legata de viteza de propagare. propagare. Lentilele şi şi prismele optice se bazeaza pe se bazeaza pe fenomenul de refractie pentru a modifica directia fenomenul de refractie pentru a modifica directia razelor de lumina. razelor de lumina.

Cel mai usor de observat exemplu este în cazul Cel mai usor de observat exemplu este în cazul luminii, atunci când aceasta trece dintr-un mediu luminii, atunci când aceasta trece dintr-un mediu transparent (aer, apa, sticla etc.)în altul. Totusi transparent (aer, apa, sticla etc.)în altul. Totusi fenomenul se petrece cu toate undele, inclusiv cu fenomenul se petrece cu toate undele, inclusiv cu cele sonore.cele sonore.

Caracteristici generale

oOo oOo Refractia luminii Refractia luminii oOooOo Un aspect interesant al refractiei luminii este Un aspect interesant al refractiei luminii este

urmatorul: viteza luminii în diferite medii (altele urmatorul: viteza luminii în diferite medii (altele decât vidul) depinde de decât vidul) depinde de frecventa, de aceea lumina a, de aceea lumina se va refracta diferit în functie de frecventa: în se va refracta diferit în functie de frecventa: în acest fel lumina alba poate fi separata în functie de acest fel lumina alba poate fi separata în functie de frecventa cu ajutorul unei frecventa cu ajutorul unei prisme din material din material transparent, fenomen numit transparent, fenomen numit dispersiedispersie. Tot din . Tot din aceasta cauza comunicatiile prin aceasta cauza comunicatiile prin fibra optica sunt sunt stânjenite: pulsurile de lumina contin componente stânjenite: pulsurile de lumina contin componente de frecvente diferite care, desi sunt trimise de frecvente diferite care, desi sunt trimise simultan, vor ajunge la celalalt capat al fibrei usor simultan, vor ajunge la celalalt capat al fibrei usor decalat în timp, ceea ce înseamna ca pulsurile de decalat în timp, ceea ce înseamna ca pulsurile de lumina vor fi mai lungi la receptie; pentru lumina vor fi mai lungi la receptie; pentru comunicarea pe distante mari, este nevoie de statii comunicarea pe distante mari, este nevoie de statii releu intermediare pentru refacerea formei releu intermediare pentru refacerea formei pulsurilor.pulsurilor.

Dispersia

oOo oOo Refractia luminii Refractia luminii oOooOo

Tot refractia este fenomenul din spatele Tot refractia este fenomenul din spatele curcubeului, ori a mirajelor care apar, de exemplu , ori a mirajelor care apar, de exemplu în desert, atunci când temperatura aerului în desert, atunci când temperatura aerului variaza foarte rapid cu înalţimea. În mod similar, variaza foarte rapid cu înalţimea. În mod similar, pozitiile reale ale astrelor de pe cer nu sunt cele pozitiile reale ale astrelor de pe cer nu sunt cele aparente, mai ales atunci când aceste astre se aparente, mai ales atunci când aceste astre se vad aproape de orizont: intrând în atmosfera vad aproape de orizont: intrând în atmosfera piezis, ele se refracta progresiv din cauza piezis, ele se refracta progresiv din cauza dependentei indicelui de refractie al aerului de dependentei indicelui de refractie al aerului de altitudine (în principal prin intermediul presiunii). altitudine (în principal prin intermediul presiunii). Asa se explica si variatia discontinua a pozitiei si Asa se explica si variatia discontinua a pozitiei si formei formei Soarelui atunci când apune ori rasare. atunci când apune ori rasare.

Curcubeul

oOo oOo Refractia luminii Refractia luminii oOooOo Curcubeul poate fi explicat analizînd mersul Curcubeul poate fi explicat analizînd mersul

razelor de lumina într-o sfera transparenta. razelor de lumina într-o sfera transparenta. Lumina alba de la soare suferă mai întîi o Lumina alba de la soare suferă mai întîi o refractie la intrarea în picatura de apa, refractie la intrarea în picatura de apa, moment în care începe separarea culorilor. În moment în care începe separarea culorilor. În partea opusa a picaturii are loc o reflexie la partea opusa a picaturii are loc o reflexie la interfata dintre apa si aer (o parte din lumina interfata dintre apa si aer (o parte din lumina iese afara, dar aceasta nu produce efectul de iese afara, dar aceasta nu produce efectul de curcubeu). În continuare lumina iese din curcubeu). În continuare lumina iese din picatura printr-o a doua refractie, care picatura printr-o a doua refractie, care amplifica separarea culorilor.amplifica separarea culorilor.

Pentru fiecare lungime de unda exista un Pentru fiecare lungime de unda exista un unghi la care intensitatea luminii iesite din unghi la care intensitatea luminii iesite din picatura are un maxim. picatura are un maxim.

Curcubeul continuare

oOo oOo Refractia luminii Refractia luminii oOooOoCurcubeu poze

\\\...///\\\.../// Legile Legile refractiei refractiei \\\...///\\\...///

Pentru a putea calcula drumul unei raze de lumina se poate Pentru a putea calcula drumul unei raze de lumina se poate apela la o schema similara celei alaturate: stiind unghiul de apela la o schema similara celei alaturate: stiind unghiul de incidenta si proprietatile celor doua medii, se poate calcula incidenta si proprietatile celor doua medii, se poate calcula unghiul de refractie (unghiul de reflexie este egal cu cel de unghiul de refractie (unghiul de reflexie este egal cu cel de incidentă)02=sin la puterea -1 (n1/n2 * sin01 n1 şi n2 fiind incidentă)02=sin la puterea -1 (n1/n2 * sin01 n1 şi n2 fiind indicii de refractie ai celor doua medii (raportul dintre viteza indicii de refractie ai celor doua medii (raportul dintre viteza luminii în acel mediu si viteza luminii în vid). În cazul unui luminii în acel mediu si viteza luminii în vid). În cazul unui unghi de incidenta foarte mare (raza cade foarte piezis), unghi de incidenta foarte mare (raza cade foarte piezis), poate aparea fenomenul de reflexie totala: practic toata poate aparea fenomenul de reflexie totala: practic toata lumina se reflecta inapoi în mediul din care a venit. Acest lumina se reflecta inapoi în mediul din care a venit. Acest lucru se întâmpla pentru 0<0 crit unde 0 crit= sin la lucru se întâmpla pentru 0<0 crit unde 0 crit= sin la puterea -1(n2/n1) .puterea -1(n2/n1) .

Legea de refractie enuntata mai sus este valabila doar Legea de refractie enuntata mai sus este valabila doar pentru materiale pentru materiale izotrope, nefiind respectata daca este , nefiind respectata daca este vorba de materiale anizotrope (cum ar fi unele cristale), vorba de materiale anizotrope (cum ar fi unele cristale), unde apare unde apare birefringenta..

\\\...///\\\.../// Legile Legile refractiei refractiei \\\...///\\\...///continuare

Substante + indice de refractieSubstante + indice de refractie

Vid: 1.0000Vid: 1.0000 Aer: 1.0003Aer: 1.0003 Gheata: 1.309Gheata: 1.309 Apa: 1.33Apa: 1.33 Alcool etilic: 1.36Alcool etilic: 1.36 Sticla (fused quartz): 1.46Sticla (fused quartz): 1.46 Sticla (crown): 1.52Sticla (crown): 1.52 Clorura de sodium: 1.54Clorura de sodium: 1.54 Zircon: 1.92Zircon: 1.92

oOooOo Bibliografie Bibliografie oOooOo http://wikipedia.orghttp://wikipedia.org http://educativ.rohttp://educativ.ro Manual de fizica pentru clasa a XI-a Manual de fizica pentru clasa a XI-a http://referat.rohttp://referat.ro www.google.rowww.google.ro http://referatele.rohttp://referatele.ro