Complex de 40 exercitii fizice 🏋️ pentru acasa 🏠 Gimnastica pentru copii 🧘 Kids workout (Mai 2024)
Reflexie și refracție
Razele de lumină schimbă direcția atunci când reflectă o suprafață, se mută dintr-un mediu transparent în altul sau călătorește printr-un mediu a cărui compoziție se schimbă continuu. Legea reflecției prevede că, pe reflectarea de pe o suprafață netedă, unghiul razei reflectate este egal cu unghiul razei incidente. (Prin convenție, toate unghiurile din optică geometrică sunt măsurate în raport cu normalul pe suprafață - adică pe o linie perpendiculară pe suprafață.) Raza reflectată este întotdeauna în planul definit de raza incidentă și normală la suprafaţă. Legea reflecției poate fi folosită pentru a înțelege imaginile produse de oglinzi plane și curbe. Spre deosebire de oglinzi, majoritatea suprafețelor naturale sunt dure pe scara lungimii de undă a luminii și, în consecință, razele de lumină incidente paralele sunt reflectate în multe direcții diferite sau difuz. Reflecția difuză este responsabilă de capacitatea de a vedea majoritatea suprafețelor iluminate din orice poziție - razele ajung la ochi după ce reflectă fiecare porțiune a suprafeței.
Când lumina care călătorește într-un mediu transparent întâlnește o limită cu un al doilea mediu transparent (de exemplu, aer și sticlă), o porțiune de lumină este reflectată și o porțiune este transmisă în al doilea mediu. Pe măsură ce lumina transmisă se deplasează în al doilea mediu, își schimbă direcția de deplasare; adică este refractat. Legea refracției, cunoscută și sub numele de legea lui Snell, descrie relația dintre unghiul de incidență (θ 1) și unghiul de refracție (θ 2), măsurat în raport cu normalul („linia perpendiculară”) la suprafață, în Termeni matematici: n 1 sin θ 1 = n 2 sin θ 2, unde n 1 și n 2 sunt indicele de refracție al primului și respectiv al doilea mediu. Indicele de refracție pentru orice mediu este o constantă adimensională egală cu raportul dintre viteza luminii într-un vid și viteza sa în acel mediu.
Prin definiție, indicele de refracție pentru un vid este exact 1. Deoarece viteza luminii în orice mediu transparent este întotdeauna mai mică decât viteza luminii într-un vid, indicii de refracție a tuturor mediilor sunt mai mari decât unul, cu indicii pentru materiale transparente tipice între unul și doi. De exemplu, indicele de refracție a aerului în condiții standard este de 1.0003, apa este 1,33, iar sticla de aproximativ 1,5.
Caracteristicile de bază ale refracției sunt ușor derivate din legea lui Snell. Cantitatea de îndoire a unei raze de lumină pe măsură ce traversează o graniță între două medii este dictată de diferența dintre cei doi indici de refracție. Când lumina trece într-un mediu mai dens, raza este îndoită spre normal. În schimb, lumina care apare în mod oblic dintr-un mediu mai dens este îndoită de normal. În cazul special în care fasciculul incident este perpendicular pe graniță (adică egală cu normalul), nu există nicio schimbare în direcția luminii când intră în al doilea mediu.
Legea lui Snell reglementează proprietățile imagistice ale lentilelor. Razele de lumină care trec printr-o lentilă sunt îndoite la ambele suprafețe ale lentilei. Prin proiectarea corectă a curburilor suprafețelor, se pot realiza diferite efecte de focalizare. De exemplu, razele care divergeau inițial dintr-un punct sursă de lumină pot fi redirecționate de o lentilă pentru a converge într-un punct din spațiu, formând o imagine focalizată. Optica ochiului uman este centrată în jurul proprietăților de focalizare a corneei și a cristalinului. Razele de lumină de la obiecte îndepărtate trec prin aceste două componente și sunt concentrate într-o imagine ascuțită pe retina sensibilă la lumină. Alte sisteme de imagistică optică variază de la aplicații simple cu un singur obiectiv, cum ar fi lupa, ochelarii și lentila de contact, până la configurații complexe ale lentilelor multiple. Nu este neobișnuit ca o cameră modernă să aibă o jumătate de duzină sau mai multe elemente de lentilă separate, alese pentru a produce măriri specifice, să reducă la minimum pierderile de lumină prin reflectări nedorite și să minimizeze denaturarea imaginii cauzată de aberațiile obiectivului.
