Cele mai importante aspecte ale lecției
Propagarea luminii: Într-un mediu omogen (cu aceleași proprietăți peste tot) și transparent, lumina călătorește întotdeauna în linie dreaptă.
Noțiuni de bază: Direcția de propagare se numește rază de lumină, în timp ce un grup de raze formează un fascicul.
Clasificarea fasciculelor: Acestea pot fi paralele (razele păstrează distanța între ele), divergente (razele pornesc dintr-un punct și se desfac) sau convergente (razele se strâng spre un singur punct).
Noțiuni de bază: Direcția de propagare se numește rază de lumină, în timp ce un grup de raze formează un fascicul.
Clasificarea fasciculelor: Acestea pot fi paralele (razele păstrează distanța între ele), divergente (razele pornesc dintr-un punct și se desfac) sau convergente (razele se strâng spre un singur punct).
Într-un mediu omogen și transparent, lumina se propagă în linie dreaptă.
Mediu omogen: Un mediu care are aceleași proprietăți fizice în toată masa lui.
Drumul urmat de o rază de lumină este complet independent de acțiunea altor raze luminoase și de sensul în care aceasta se propagă.
Direcția rectilinie de propagare se poate observa cu ușurință în natură atunci când razele Soarelui străbat spațiile dintre frunzele copacilor dintr-o pădure, când privim lumina farurilor prin ceață sau când iluminăm cu un laser o zonă cu praf sau fum.
Lumina provenită de la o lanternă străbate aerul curat dintr-o cameră. Se va curba raza de lumină înainte să lovească peretele opus?
Răspuns: Nu. Aerul din cameră acționează ca un mediu omogen și transparent, deci, conform legii propagării rectilinii, lumina va călători în linie dreaptă până la perete.
Raza de lumină reprezintă modelul geometric al propagării luminii: o semidreaptă de-a lungul căreia se deplasează lumina. Se reprezintă grafic printr-o linie pe care este așezată o săgeată ce indică sensul.
Fasciculul de lumină este format dintr-un grup (un ansamblu) de mai multe raze de lumină.
Ochiul uman nu poate percepe o singură rază de lumină deoarece aceasta ar fi infinit de subțire. Ceea ce percepem vizual în realitate sunt fascicule de lumină. Prin convenție, sintagma „o rază de lumină” se folosește adesea pentru a descrie un fascicul extrem de îngust.
În funcție de orientarea și intersecția razelor componente, fasciculele de lumină se clasifică în trei mari categorii:
- Fascicule paralele: razele de lumină sunt paralele între ele (teoretic, se întâlnesc la infinit).
- Fascicule divergente: razele pleacă din același punct comun (vârful conului) și se depărtează una de alta pe măsură ce se propagă.
- Fascicule convergente: razele de lumină se apropie pe măsură ce se propagă și se întâlnesc toate în același punct.
Probleme practice
Ușoară: Un far maritim emite lumină în noapte pentru a ghida navele. Cum se propagă lumina de la far către nave dacă aerul este uniform și clar?
Lumina se propagă în linie dreaptă. Deoarece aerul este descris ca fiind uniform și clar, el reprezintă un mediu omogen și transparent, respectându-se astfel legea propagării rectilinii a luminii.
Medie: Aprinzi o veioză care are un abajur obișnuit (deschis în partea de jos). Lumina care iese prin partea de jos luminează o zonă circulară pe birou, care este mai mare decât deschiderea abajurului. Ce tip de fascicul luminos formează veioza?
Este un fascicul divergent. Razele de lumină pornesc de la bec (care acționează aproximativ ca un punct comun) și se depărtează una de alta, acoperind o suprafață din ce în ce mai mare pe măsură ce se îndepărtează de sursă.
Dificilă: Un elev folosește o lupă în aer liber, într-o zi însorită. El orientează lupa astfel încât razele Soarelui să treacă prin ea și să se adune într-un singur punct luminos și fierbinte pe o bucată de hârtie. Descrieți cele două tipuri de fascicule de lumină prezente în acest experiment: fasciculul care ajunge la lupă de la Soare și fasciculul care iese din lupă spre hârtie.
1. Fasciculul care ajunge de la Soare pe suprafața lupei este un fascicul paralel. Deoarece Soarele este la o distanță imensă, razele care ajung pe o suprafață mică pe Pământ sunt considerate paralele.
2. Fasciculul care iese din lupă și se îndreaptă spre hârtie este un fascicul convergent, deoarece razele sunt modificate de lupă pentru a se apropia și a se întâlni într-un singur punct comun pe hârtie.
2. Fasciculul care iese din lupă și se îndreaptă spre hârtie este un fascicul convergent, deoarece razele sunt modificate de lupă pentru a se apropia și a se întâlni într-un singur punct comun pe hârtie.
