Lumina
- 1. SCOPUL LUCRARII: -ilustrarea fizicii prin arta -evidentierea unui filon artistic reprezentat prin picturi contemporane si clasice inspirate din fenomene optice in natura -creearea unor exercitii interactive noi -crearea unei animatii ce explica formarea aurorei boreale -raspunsuri la semne de intrebare:De ce este cerul albastru ? De ce este amurgul rosiatic ? Proiect realizat de: P達dure Andreea Pictura de Frank Wilbert Caracoti Diana Stokes (pictor american Profesori 1858-1955) indrumatori reprezent但nd un fenomen Laurentiu Rosu, si fizic: Aurora Boreala Gabriela Stoian
- 2. Cuprins Reflexia luminii Refractia, mirajul Aurora boreala Dispersia luminii De ce este cerul albastru? De ce sunt apusurile rosiatice? Efectul Tyndall si Pictura de Frederic Edwin Church 樽mprastierea (1826-1900, pictor american) Rayleigh reprezent但nd un fenomen optic: amurgul roiatic Exercitii interactive
- 3. Lumina * Oamenii au fost dintotdeauna fascinati de lumina. De-a lungul secolelor, fizica a studiat continuu proprietatile luminii, descoperirile au fost surprinzatoare, relev但nd magia luminii, si totodata deschiz但nd calea unor realizari stiintifice si tehnice nebanuite: inventarea lentilelor, telescoapelor, microscoapelor, ochelarilor ce corecteaza vederea, fibrelor optice prin care se transmite semnalul internet, sau chiar aparatul de raze X folosit in medicina, cu radiatii asemanatoare luminii, chiar daca ochii nostri nu le percep! Pictura de Kevin Smith (pictor Fotografie artistica, american contemporan) reprezent但nd ilustr但nd un HALOU solar dispersia luminii in valurile marii
- 4. Reflexia Reflexia luminii reprezinta fenomenul de intoarcere a luminii in mediul din care a venit atunci cand se intalneste suprafata de separare dintre doua medii. Pictura de Camille Corot (pictor francez ) REFLEXIA_Plein_air_lan dscape_trees_reflection Fotografie artistica, ilustr但nd REFLEXIA
- 5. Refractia Refractia este schimbarea directiei de propagare a unei unde din cauza schimbarii vitezei de propagare, cel mai adesea la interfata dintre doua medii sau la gradientul local al proprietatilor mediului 樽n care se propaga. Cel mai usor de observat exemplu este 樽n cazul luminii, atunci c但nd aceasta trece dintr-un mediu transparent (aer, apa, sticla etc.) in altul. Totusi fenomenul se petrece cu toate undele, inclusiv cu cele sonore. Pictura de Betsy Gray Bell (pictorita americana contemporana) -
- 6. refractiei Cel mai adesea in viata de zi cu zi se poate observa refractia atunci cand privim intr-un vas cu apa (precum v但sla din pictura: Obiectele par a fi mai aproape de suprafata decat sunt, iar pozitia lor pare a se schimba odata cu unghiul din care sunt privite. Pentru a determina pozitia unui Pictura de Jelaine Faunce (pictorita americana contemporana) obiect creierul uman analizeaza o pereche de raze de lumina venite de la acel obiect, 樽ncercand sa afle unde se intersecteaza (ca in imagine:
- 7. Seara, soarele se vede inca pe cer chiar si dupa ora la care apune soarele- datorita refractiei, vedem pe cer o imagine refractata a soarelui. Refractia in straturile calde de aer din preajma nisipului, desertului sau oselelor incinse vara produce mirajul c但mpului vizual Exemplificare a aparitiei razei verzi de la amurg (relativ rara) in pictura de Joseph Wright of Derby, pictor englez. In plus, in pictura se remarca si DISPERSIA luminii in stropii de apa din atmosfera (ce conduce la formarea curcubeului)
- 8. tehnica : Formarea imaginilor in lentile se explica cu ajutorul refractiei. In practica, materialul lentilei trebuie sa aiba un indice de refractie mare (sticla optica). Lentila divergenta Lentila convergenta FOCAR
- 9. In cazul miopiei, imaginea se In cazul hipermetropiei, imaginea formeaza inaintea retinei. se formeaza dupa retina. Se corecteaza cu lentile Se corecteaza cu lentile divergente. convergente.
- 10. ~Reflexia totala~ *In general,reflexia si refractia se produc amandoua odata. *Daca reflexia se pro- duce fara refractie Pictura de Christina Wentzel : Reflexia acest fenomen se nu- meste reflexia totala.
- 11. ~Reflexia totala~ Reflexia totala se produce cand lumina ajunge la suprafata de separatie a doua medii optice transparente sub un unghi de incidenta mai mare decat un unghi limita specific respectivelor medii optice(apa si aer de exemplu). ~Reflectia difuz達~ Reflexia difuza se produce cand lumina ajunge la suprafata de separatie neregulata(ondulata). Imaginea in acest caz e neclara si nu e chiar identica cu obiectul. Pictura de Nancy Poucher : REFLEXIA DIFUZA
- 12. Mirajul Mirajul , este un efect al refractiei. Mirajul se produce in zile calduroase,in apropierea nisipurilor sau soselelor incalzite de soare. Razele de lumina isi schimba directia cand trec dintr-un strat cald de aer intr-un strat mai rece, ajung但nd la ochi pe o noua directie, astfel observam o imagine refractata care la prima vedere ne pare reala ! Este insa mirajul ! AER MAI RECE AER CALD SUPRAFATA FIERBINTE (NISIP INCINS DE LA SOARE)
- 13. Mirajul nu se remarca numai in desert ! Chiar si in Rom但nia poate fi vazut, vara c但nd oseaua e fierbinte! Se creeaza impresia ca ar fi apa pe osea- dar e doar imaginea cerului albastru refractata prin straturile de aer de l但nga osea, mai calde AER CALD decat aerul ceva mai rece de deasupra. De asemenea, si pe mare poate avea loc mirajul. AER MAI RECE Marinarii au povestit de
- 14. Vantul solar se apropie de campul magnetic al Pamtului si interactioneaza cu acesta producandu-se Aurora. Animatie realizata cu ajutorul programului Paint Shop Pro.
- 15. EXERCITII INTERACTIVE Cum se numeste ,schimbarea directiei razelor de soare la suprafata de separare dintre doua medii si intoarcerea razei din mediul din care a venit? GRESIT REFRACTIA REFLEXIA CORECT MAI DISPERSIA INCEARCA POATE DATA MIRAJ VIITOAR E
- 16. Pictura de Joseph Wright of Derby, pictor englez Fenomenul fizic ce duce formarea efectului luminos din imagine este: DAR CARE E FENOMENUL CURCUBEU FIZIC CE IL PRODUCE? CORECT DISPERSIE MAI REFRACTIE INCEARCA VEZI CA AI RASPUNS UN SEMN DE PACE DE SUNTEM LA REFLEXIA LA LA DUMNEZEU FIZICA NU LA INTAMPLARE RELIGIE ?
- 17. Dispersia luminii Lumina alba este un amestec al culorilor curcubeului. Acesta a fost demonstrata de Isaac Newton, care a folosit o prisma pentru a separa diferite culori si asa a obtinut spectrul. Culorile de lumina Pictura de Jean Leon Huens (pictor englez)- se deosebesc prin Portrait of Sir Isaac Newton lungimii de unda.
- 18. Sir Isaac Newton - pictura de Granger (pictor englez) Partea vizibila a spectrului 樽ncepe de la lumina rosie cu o lungime de unda mai mare: 720 nanometri, iar culorile albastru si violet au lungimea de unda mica 380 -400 nanometri. Cei trei receptori ai culorii din ochiul uman percep mai mult undele rosii, verzi si albastre, care dau vederea colorata.
- 19. De ce este cerul albastru? Pe planeta noastra, aerul e compus in special din azot si oxigen. Moleculele din compozitia aerului sunt mici, dar comparabile cu lungimea de unda a luminii, de aceea, c但nd lumina alb 樽nt但lnete atomii de oxigen i azot din Pictura de Camille Corot- pictor francez atmosfera, componentele sale de frecven釘 樽nalt, asociate culorii albastre, sunt 樽mprastiate in toate directiile, gener但nd culoarea albastra a cerului !
- 20. Acest lucru face ca lumina de frecven釘 樽nalt din spectrul vizibil s fie 樽mprtiat 樽n toate direc釘iile. Este vorba de componentele luminii albe din zona culorilor violet, indigo i albastru a spectrului vizibil. Acestea sunt culorile reflectate de atomii din componen釘a atmosferei terestre i, 樽n consecin釘, aceste nuan釘e dau i culoarea cerului, aa cum 樽l percepe ochiul uman.
- 21. Pe de alt parte, absorbtia si Pictura de Anne Cameron Cutri imprastierea luminii este cu at但t (pictorita americana contemporana) mai important, cu cat este mai mic lungimea de und a luminii. Lumina albastr este de aproximativ 5 ori mai mult imprastiata dec但t cea roie. Privind la tabelul de mai jos se poate observa un lucru: lumina violet are lungimea de und cea mai mica. Prin urmare se nate 樽ntrebarea fireasc: De ce nu este Zona vizibil a spectrului electromagnetic cerul violet? Rspunsul 釘ine Propor釘ia dispersiei de biologie: pur i simplu noi Lungimea de und luminii av但nd ca reper oamenii suntem mai sensibili la frecven釘a de 700 nm a luminii roii culoarea albastr dec但t la violet i dei, teoretic, cerul ar trebui s fie color Color (nanometrii) violet, pentru c suntem "contrui釘i" Rosu 630 - 760 700nm 1.00 s receptm mult mai bine Portocaliu 590 - 630 610nm 1.73 albastrul, frecven釘ele Galben Verde 560 - 590 490 - 560 575nm 2.20 525nm 3.16 corespondente culorii albastre sunt Albastru 450 - 490 470nm 4.92 decisive 樽n stabilirea culorii Violet 380 - 450 415nm 8.09
- 22. Ziua, cerul 樽nsorit este albastru pentru ca moleculele din aer imprastie si reflecta lumina albastra de la Soare mai mult dec但t lumina rosie. Seara, la asfintit, putem observa culori rosii si portocalii pentru ca lumina albastra este imprastiata si reflectata pe parcurs, si componenta rosie din spectrul luminii albe .r達m但ne predominanta.
- 23. Apusurile rosiatice Sunt doua motive pentru 樽nrosirea cerului la rasarit sau la apus: - primul motiv este dispersia puternica a luminii albastre ce parcurge un strat mai gros de aer c但nd soarele apune; Pictura Frederic Edwin Church (1826-1900, pictor american) Fotografie artistica
- 24. Amurgul rosiatic - al doilea motiv este absorbtia si reflexia radiatiilor luminoase cu lungimi de unde mici, adica albastre, de catre particulele de praf (DISPERSIA RAYLEIGH) . Acesta este motivul pentru care partea rosie din spectru domina. Frederic Edwin Church (1826-1900, pictor Fotografie artistica american) -
- 25. Combinarea refrac釘iei i dispersiei razelor solare de ctre particulele atmosferice este responsabil pentru producerea amurgului, lumina pe care o observm pe cer chiar dac soarele Imaginea este sub linia de orizont. refractata a Razele roii i galbene sunt soarelui mai pu釘in deviate dec但tcele albastre i verzi. Ca urmare, ultimele raze ce dispar din c但mpul vizual al observatorului sunt cele roii, vazute la amurg !.
- 26. APUSULROSIATIC REPREZENTAT IN ARTA (EXPLICATIA FIZICA ESTE DATA DE DISPERSIA RAYLEIGH Pictura de Frederic Edwin Church (1826-1900, pictor american) - Twilight_in_the_Wilderness_1860
- 27. Efectul Tyndall si 樽mprastierea Rayleigh Primul pas 樽n a explica culoarea cerului a fost facut de John Tyndall 樽n 1859. El a descoperit ca atunci c但nd lumina trece printr-un lichid limpede tin但nd mici particule suspendate, undele scurte de lumina albastra sunt dispersate mai mult dec但t cele rosii.
- 28. Aceasta poate fi demonstrata trimit但nd un fascicol de lumina alba 樽ntr-un rezervor cu apa cu putin lapte sau sapun amestecat. Din lateral, fascicolul poate fi observat cu lumina albastra 樽n dispersie; dar lumina care se vede la sf但rsit devine rosiatica dupa ce trece de rezervor.
- 29. Pictura de Paul Sachtleben(pictor american contemporan) Acesta este numit si efectul Tyndall, dar este mai cunoscut de fizicieni sub numele de dispersia Rayleigh -dupa Lord Rayleigh, care l-a studiat 樽n detaliu c但tiva ani mai t但rziu. Se arata ca lumina albastra este imprastiata si absorbita mai mult decat lumina rosie cu un factor de (700/400)4 ~= 10 ori.
- 30. Tyndall si Rayleigh au crezut ca acea culoare albastra a cerului poate fi cauzata de mici particule de praf sau datorita prezentei vaporilor de apa 樽n atmorfera. Chiar si astazi, oamenii spun incorect acelasi lucru. Mai t但rziu cercetatorii si-au dat seama ca daca acest lucru nu este adevarat, 樽nseamna ca ar trebui sa fie mai multe variatii ale culorii cerului cu umiditate sau conditii de ceata fina. Pictura de Sorin Adam
- 31. Aceste variatii de culoare a cerului au fost observate, deci au presupus corect ca moleculele de oxigen si azot din aer sunt suficient de relevante pentru imprastierea si reflexia luminii. Cauza a fost stabilita 樽n final de Einstein 樽n 1911, care a calculat 樽n detaliu formula de imprastierea moleculelor de lumina. LUNGIME DE UNDA
- 32. Pictura de Jean Leon Huens (pictor englez)- Portrait of Sir Isaac Newton Ce fenomen necunoscut pana atunci a descoperit Newton despre lumina alba? REFLEXIA GRESIT REFRACTIA GERSIT POATE CURCUBEUL DATA VIITOARE DISPERSIA CORECT PROPAGAREA MAI LUMINII IN LINIE DREAPTA INCEARCA
- 33. Unde apare reflexia? GRESIT LA TRECEREA LUMINII PRINTR- UN MEDIU OPTIC TRANSPARENT LA TRECEREA LUMINII PRINTR-UN MEDIU OPAC LA SUPRAFATA DE SEPARARE INTRE TE-AI CORECT DOUA MEDII PACALIT OPTICE COMPLET
- 34. AURORA APARE DATORITA: INTERACTIUNII DINTRE ELECTRONII VANTULUI SOLAR SI CAMPUL MAGNETIC AL PAMANTULUI INTERACTIUNII DINTRE ELECTRONII CAMPULUI SOLAR CU GRAVITATIA PAMANTULUI Frederic Edwin Church (1826-1900, pictor american)-Aurora_Borealis
- 35. Ce reprezinta fenomenul din imagine: REFRACTIE GRESIT REFLEXIE GRESIT Pictura de Paul Sachtleben DISPERSIA (pictor american contemporan) COREC T EFECTUL TYNDALL GRESIT
- 36. CORECT
- 37. MAI INCEARCA