REFRACTIA LUMINII REFLEXIA TOTALA PROF SUTA ANISOARA SC

REFRACTIA LUMINII REFLEXIA TOTALA PROF. SUTA ANISOARA SC. NATIONALA “OPREA IORGULESCU” CAMPULUNG MUSCEL Jud. Arges MEPP UNIVERSITATEA PITESTI SERIA 2009 - 2010

Priviti cu atentie imaginile de mai jos. Ce observati? Cum explicati imaginea franta a creionului din vasul cu apa ? Dar directia schimbata a razei de lumina , incidenta pe bucata din sticla? Ceea ce observati se datoreaza fenomenului de refractiei a luminii. MEPP UNIVERSITATEA PITESTI SERIA 2009 - 2010

Definitie : Refractia luminii este fenomenul optic de schimbare a directiei de propagare a luminii la trecerea dintr-un mediu transparent in alt mediu transparent. Comparati marimea unghiului de incidenta cu cea a unghiului de refractie. n 1<n 2 ( ex. mediul 1 -aer, mediul 2 -apa) Obs. : raza refractata se apropie de normala r’ < i Click aici MEPP UNIVERSITATEA PITESTI SERIA 2009 - 2010

Daca raza de lumina trece dintr-un mediu cu indice de refractie mai mare intrunul cu indice de refractie mai mic , raza refractata se departeaza de normala. Comparati in acest caz marimile unghiurilor i si r’. Legile refractiei: 1. Raza incidenta, normala si raza refractata sunt coplanare. 2. Unghiul de incidenta≠ unghiul de refractie 3. 4. MEPP sau n 1 x sin i =n 2 x sin r’ UNIVERSITATEA PITESTI SERIA 2009 - 2010

Explicatia fenomenelor observate : Explicati proverbul : “Apele limpezi sunt adanci “ MEPP UNIVERSITATEA PITESTI SERIA 2009 - 2010

REFLEXIA TOTALA Click aici: • Cand lumina trece dintr-un mediu cu indice de refractie mai mare • • (ex. apa), intr-unul cu indice de refractie mai mic ( aer ) , pentru un anumit unghi de incidenta numit unghi limita ( l ), r’ = 90° , raza refractata avand directia suprafetei de separare dintre cele doua medii. Pentru unghiuri de incidenta i>l , are loc fenomenul de reflexie interna totala. Aplicatiile practice ale reflexiei totale : - catadioptrii rosii folositi la stopurile masinilor si bicicletelor , care prin reflexia totala a luminii venite de la farurile autovehiculelor din spate isi semnalizeaza prezenta ; - fibrele optice – fibre din sticla care prin multiple reflexii totale succesive conduc pe distante foarte mari semnale luminoase Catadiptrii rosii Reflexie totala (deviere cu 90°) MEPP UNIVERSITATEA PITESTI Reflexii totale succesive prin fibra optica SERIA 2009 - 2010

Click aici Utilizari practice ale fibrelor optice : • In medicina , pentru investigarea interna a corpului uman , folosind • endoscopul: un manunchi de fibre optice poate fi introdus in interiorul corpului. Unele fibre trimit lumina ca o lanterna , spre o anumita zona , iar altele aduc inapoi imaginea zonei explorate, ca o camera de luat vederi. In confectionarea unor obiecte ornamentale cu fibre optice , exemplu veioze • In telecomunicatii. Prin reflexii totale, lumina este obligata sa urmeze traseul • fibrei, oricat de alambicat este acesta. Lumina poate strabate astfel zeci de kilometri, purtand cu sine programe de televiziune, convorbiri telefonice si date pentru computere. Click aici MEPP UNIVERSITATEA PITESTI SERIA 2009 - 2010

TEST DE VERIFICARE REFRACTIA LUMINII – CLASA A - VII-A • 1. Stabileste care dintre afirmatiile urmatoare sunt adevarate (A) si care sunt false (F). Reformuleaza afirmatiile false pentru a deveni adevarate: (2 p : 5*0, 4 p ) a)Cand lumina patrunde dintr-un mediu optic (i≠ 0) in altul, intotdeauna isi schimba directie de propagare. b) Daca lumina trece din sticla (n=1, 5) in apa(n=1, 33), unghiul de refractie este mai mic decat unghiul de incidenta. c) Fenomenul de reflexie totala se poate produce numai cand lumina trece dintr-un mediu mai dens ( n 1) intr-un mediu mai putin dens (n 2) , (n 2<n 1) d) Cand lumina trece dintr-un mai refringent in altul mai putin refringent, refractia se face cu apropiere de normala. e) Cand lumina ajunge la suprafata de separare dintre doua medii optice sub un unghi de incidenta mai mare decat unghiul limita iar indicii de refractie ai celor doua medii sunt in relatia n 2>n 1, atunci se produce fenomenul de reflexie totala. • 2. Desenati razele refractate in urmatoarele trei cazuri : ( 3 p=3*1 p) a) lumina trece din aer ( n=1) in alcool ( n=1, 36) b) lumina trece din diamant ( n=2, 42) in sticla(n=1, 5) c) lumina trece din apa ( n=1, 33) in sticla ( n=1, 5 ) • 3. Explica de ce , pentru a prinde un peste cu o tepusa , trebuie sa tintesti mai jos decat vezi pestele. Reprezinta schematic fenomenul optic ce explica situatia. (2 p) • 4. O raza de lumina cade sub un unghi de incidenta i=30°pe o suprafata ce separa doua medii transparente. Cunoscand indicele de refractie al mediului al doilea e n 2=1, 2 si unghiul format de raza reflectata cu cea refractata este de 90°, calculati indicele de refractie al primului mediu. (2 p) Se acorda 1 p din oficiu. Timp de lucru 50 minute. Succes! MEPP UNIVERSITATEA PITESTI SERIA 2009 -2010

PUNCTAJUL ACORDAT PENTRU REZOLVARE : • Subiectul 1 – 2 p , cate 0, 4 puncte pentru fiecare din cele 5 subpuncte ale subiectului. Competente vizate : a) sa dovedeasca intelegerea fenomenului de refractie a luminii; b)sa interpreteze enuntul stabilind valoarea de adevar; c) sa interpreteze fenomenul prin prisma cunoasterii indicilor de refractie ale celor doua medii ; d) sa sesizeze posibilitatea si cazul in care se produce reflexia totala. • Subiectul 2 - 3 p, cate 1 p pentru fiecare cerinta Competente vizate : Sa reprezinte raza refractata in functie de indicii de refractie ai celor doua medii transparente , dovedind abilitatea de a schematiza fenomenul de refractie si de aproximare a directiilor razelor. • Subiectul 3 - 2 puncte. Competente vizate : sa sesizeze prezenta fenomenului de refractie a luminii in viata de zi cu zi si de aici , necesitatea studierii fenomenelor fizice ( opticii geometrice ) in vederea explicarii unor fenomene ce au loc in natura. 1 p pentru explicarea prezentei fenomenului de refractie a luminii cand sunt observate corpuri aflate in apa. 1 p pentru realizarea desenului care explica de ce corpul ( pestele) se vede mai aproape de suprafata apei decat este in realitate. Elevul este capabil sa aplice cunostintele dobandite prin vizualizarea lectiei ( moneda in apa ) si in alte cazuri. • Subiectul 4 -2 p , distribuite astfel : 1 p realizarea desenului corect , 0, 5 p scrierea corecta a legii refractiei, 0, 25 p extragerea necunoscutei n si 0, 25 p pentru calcul corect. Competente vizate : sa problematizeze fenomenele fizice intalnite in practica ( totul se poate calcula ); sa aplice legile refractiei si reflexiei in cazuri concrete; sa aplice cunostinte de matematica ( geometrie, calcule numerice ) in rezolvarea de probleme; sa verifice prin calcul legile refractiei. MEPP UNIVERSITATEA PITESTI SERIA 2009 - 2010