Propagarea luminii in medii omogene. Reflexia si refracţia luminii. Reflexia totală.

11 voturi 1501 vizionari
Puncte: 10

Introducerea modelului razei de lumină în medii omogene. Legile reflexiei şi refracţiei luminii. Fenomenul de reflexie totală.Ascunde teorie X

Lumina este produsă de sursele de lumină. Sursele de lumină pot fi naturale (soarele, stelele, etc.) sau artificiale (becul electric, lumânarea, etc.).

În mediile omogene și izotrope propagarea luminii are două proprietăți importante:

1. În mediile omogene și izotrope lumina se propagă cu viteză constantă.

Propagarea luminii cu viteză constantă în vid se produce cu viteza:

 size 14px c size 14px asymptotically equal to size 14px 300 size 14px. size 14px 000 size 14px space size 14px k size 14px m size 14px divided by size 14px s.

În orice alt mediu transparent lumina se propagă cu o viteză mai mică.

Indicele de refracție.

Dacă considerăm un mediu transparent, raportul dintre viteza luminii în vid și viteza luminii în mediul considerat se numește indice de refracției al acelui mediu în raport cu vidul, pe scurt indice de refracție.

n equals c over v

Mediile transparente în care se propagă lumina se mai numesc medii optice și sunt caracterizate de indicele de refracție.

Spunem că un mediu are o densitate optică mai mare dacă are un indice de refracție mai mare. Densitatea optică mai mare presupune viteză a luminii mai mică.

2. În mediile omogene și izotrope lumina se propagă în linie dreaptă.

Raza de lumină

Pornind de la propagarea luminii în linie dreaptă putem vorbi de noțiunea de ”rază de lumină”. Raza de lumină este direcția în lungul căreia se propagă lumina.

Un ansamblu de raze de lumină formează un fascicul de raze de lumină.

Fasciculele de raze de lumină pot fi divergente, paralele și convergente. 

Reflexia și refracția luminii

Dacă lumina întâlnește suprafața de separație dintre două medii omogene și transparente se produc două fenomene: reflexia luminii și refracția lumnii.

Reflexia luminii

Reflexia luminii este fenomenul de întoarcere a luminii în mediul din care provine la întâlnirea suprafeței de separație dintre două medii optice.

Dacă pe suprafața de separație dintre două medii optice cade o rază de lumină se pot demonstra experimental (empiric) două legi ale reflexiei luminii:

  1. Raza incidentă - SI, raza reflectată - IR' și normala la suprafață în punctul de incidență - NI se găsesc în celași plan.
  2. Unghiul de incidență (unghiul dintre raza incidentă și normala la suprafață) este egal cu unghiul de reflexie (unghiul dintre normala la suprafață și raza reflectată).

i equals r apostrophe

Refracția luminii

Refracția luminii este fenomenul de schimbare a direcției de propagare a luminii la trecerea dintr-un mediu optic în alt mediu optic.

Dacă o rază de lumină trece dintr-un mediu optic în altul se pot demonstra experimental (empiric) două legi ale refracției:

  1. Raza incidentă - SI, raza refractată - IR și normala la suprafață în punctul de incidență - NI se găsesc în celași plan.
  2. Produsul dintre indicele de refracției al mediului de unde provine lumina și sinusul unghiului de incidență este egal cu produsul dintre indicele de refracție al mediului în care intră lumina și sinusul unghiului de refracție.

n subscript 1 sin open parentheses i close parentheses equals n subscript 2 sin open parentheses r close parentheses

sau

fraction numerator sin open parentheses i close parentheses over denominator sin open parentheses r close parentheses end fraction equals n subscript 2 over n subscript 1

Dacă utilizăm definiția indicelui de refracție rezultă:

 fraction numerator sin open parentheses i close parentheses over denominator sin open parentheses r close parentheses end fraction equals v subscript 1 over v subscript 2,  unde begin mathsize 12px style v subscript 1 comma space v subscript 2 end style, reprezintă vitezele luminii în cele două medii.

Reflexia totală

Dacă lumina intră dintr-un mediu optic mai dens într-unul mai puțin dens (begin mathsize 12px style n subscript 1 greater than n subscript 2 end style) atunci unghiul de refracție va fi mai mare decât unghiul de incidență.

Va exista un unghi de incidență pentru care unghiul de refracție va fi de 90º. Pentru unghiuri de incidență mai mari decât acest unghi lumina se va întoarce în totalitate în mediul din care provine. Fenomenul se numește reflexie totală.

Unghiul de incidență căruia îi corespunde un unghi de refracție de 90º se numește unghi limită și este descris de relația:

sin open parentheses l close parentheses equals n subscript 2 over n subscript 1.

Deci, reflexia totală este fenomenul de întoarcere a luminii în totalitate în mediul din care provine atunci când întâlnește suprafața de separație cu un mediu optic mai puțin dens (begin mathsize 12px style n subscript 1 greater than n subscript 2 end style) și unghiul de incidență este mai mare decât unghiul limită - l.

Reflexia totală este folosită în construcția aparatelor optice, la transmiterea datelor prin fibra optică, în medicină, etc.

 

 

Ajutor
Feedback-ul d-voastră este important pentru noi. Dacă observați vreo neregulă vă rugăm să ne-o semnalați apăsând butonul Trimite Feedback de mai jos.

Despre Lecții-Virtuale.ro

Lecții-Virtuale este o platformă educațională care oferă filme și teste cu indicații ce conțin rezolvare completă, pe pași, la materiile esențiale Matematică, Fizică și Chimie. Scopul nostru este să ne concentrăm pe prezentarea noțiunilor și fenomenelor într-o manieră care să stimuleze înțelegerea și nu memorarea mecanică. Lecții-Virtuale își propune să faciliteze accesul la conținut educațional de calitate, oferind în același timp feed-back asupra performanței. Echipa noastră însumează experiențe diverse, de la Matematică și Informatică, la Fizică, Chimie și Medicină. Unii dintre noi lucrează din țară în timp ce alții lucrează din străinătate. Acest website a fost realizat în conformitate cu viziunea noastră despre cum credem că trebuie prezentată informația științifică. Sperăm să vă simțiti bine alături de noi și să invățați lucruri folositoare pentru viitoarea carieră şi în viaţă. Hai România!

Newsletter

Abonează-te la Newsletter pentru a fi la curent cu toate ofertele noastre.

2017 © Lecții-virtuale.ro Toate drepturile rezervate              
Termeni      Despre      Contact      Confidenţialitate     Cariere
Cookie-urile ne ajuta sa va oferim servicii mai bune. Prin folosirea site-ului, confirmati ca sunteti de acord cu folosirea lor de catre Lectii Virtuale. Detalii Inchide