Reflexia si refractia luminii Geometrie si Trigonometrie Aplicata

Reflexia si refractia luminii Geometrie si Trigonometrie Aplicata in Studiul Stiintelor Naturii

La suprafaţa de separare a două medii diferite lumina suferă un dublu fenomen: o parte din ea se întoarce în mediul din care a venit, iar cealaltă parte traversează suprafaţa de separaţie şi trece în celălalt mediu. Cele două fenomene, care au loc simultan se numesc reflexie şi refracţie. Proporţia în care au loc aceste fenomene depinde de natura suprafeţei pe care cade lumina. De exemplu, în cazul corpurilor metalice lustruite predomină fenomenul de reflexie, iar in cazul sticlei predomină fenomenul de refracţie (sticla transmite aproape integral lumina, fiind transparentă).

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

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

Legile reflexiei sunt: 1) raza incidenta, normala si raza reflectata se gasesc in acelasi plan; 2) unghiul de reflexie este egal cu unghiul de incidenta. i=r

Reflexia totala La trecerea razei de lumina dintr-un mediu mai refrigerent intr -un mediu mai putin refrigerent pe masura ce unghiul de incidenta creste, se mareste si unghiul de refractie. Pentru un unghi de incidenta i = l, raza este reflectata in lungul suprafetei de separare, deci r = 90 grade. Unghiul minim de incidenta l se numeste unghi limita. Pentru unghiuri de incidenta mai mari decat unghiul limita ( i > l) , nu mai exista raza refractata, ci ea se reflecta in mediul din care pleaca. Acest fenomen poarta numele de reflexie totala. Valoarea unghiului limita depinde numai de indicii de refractie ai celor doua medii. sin l = n 2/n 1

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

La interfata dintre doua medii, viteza de faza si lungimea de unda se modifica, unda isi schimba directia, însa frecventa ramâne aceeasi. În optica, pentru studiul refractiei se foloseste notiunea de indice de refractie, care este direct legata de viteza de propagare. Lentilele şi prismele optice se bazeaza pe fenomenul de refractie pentru a modifica directia razelor de lumina. Cel mai usor de observat exemplu este în cazul luminii, atunci când aceasta trece dintr-un mediu transparent (aer, apa, sticla etc. ) în altul. Totusi fenomenul se petrece cu toate undele, inclusiv cu cele sonore.

Dispersia Un aspect interesant al refractiei luminii este urmatorul: viteza luminii în diferite medii (altele decât vidul) depinde de frecventa, de aceea lumina se va refracta diferit în functie de frecventa: în acest fel lumina alba poate fi separata în functie de frecventa cu ajutorul unei prisme din material transparent, fenomen numit dispersie.

Tot din aceasta cauza comunicatiile prin fibra optica sunt stânjenite: pulsurile de lumina contin componente de frecvente diferite care, desi sunt trimise simultan, vor ajunge la celalalt capat al fibrei usor decalat în timp, ceea ce înseamna ca pulsurile de lumina vor fi mai lungi la receptie; pentru comunicarea pe distante mari, este nevoie de statii releu intermediare pentru refacerea formei pulsurilor.

Legile refractiei 1)Raza de lumină incidentă, raza de lumină refractată şi normala în punctul de incidenţă sunt coplanare. 2)Raportul dintre sinusul unghiului de incidenţă şi sinusul unghiului de refracţie este o constantă specifică unei perechi de medii date. sin i / sinr = v 2/v 1 = n 21

Substante + indice de refractie Vid: 1. 0000 Aer: 1. 0003 Gheata: 1. 309 Apa: 1. 33 Alcool etilic: 1. 36 Sticla (fused quartz): 1. 46 Sticla (crown): 1. 52 Clorura de sodium: 1. 54 Zircon: 1. 92

PERSA PAUL CIOTLAUS ADRIAN Prof. Lucia Gutu Prof. Simona Pop

PRISMA OPTICA A=45 n=1. 5 -1. 9

Dispersia luminii