Sari la conținut
LECȚIA 8.1 · FIZICĂ

Reflexia și refracția luminii

Legile reflexiei și refracției, indicele de refracție și reflexia totală.

Conținut verificat

Propagarea luminii

În medii omogene lumina se propagă în LINIE DREAPTĂ. Viteza luminii în vid: c=3⋅108  m/sc = 3 \cdot 10^8 \; \text{m/s}; în orice mediu material, viteza e mai mică.

Reflexia

Întoarcerea luminii în mediul din care a venit, la întâlnirea unei suprafețe. Legile reflexiei:

  1. raza incidentă, normala și raza reflectată sunt în același plan;
  2. unghiul de reflexie = unghiul de incidență: r^=i^\hat{r} = \hat{i} (unghiurile se măsoară față de NORMALĂ).

Refracția

Schimbarea direcției luminii la trecerea dintr-un mediu în altul. Indicele de refracție al unui mediu:

n=cvn = \dfrac{c}{v}

unde vv e viteza luminii în mediu (naer≈1n_{aer} \approx 1, napa≈1,33n_{apa} \approx 1{,}33, nsticla≈1,5n_{sticla} \approx 1{,}5).

Legea refracției (Snell):

n1sin⁡i=n2sin⁡rn_1 \sin i = n_2 \sin r

Consecințe:

  1. spre mediu MAI DENS optic (n2>n1n_2 > n_1): raza se apropie de normală;
  2. spre mediu MAI PUȚIN dens: raza se depărtează de normală.

Exemplu rezolvat

Lumina trece din aer (n1=1n_1 = 1) în apă (n2=1,33n_2 = 1{,}33) sub unghiul de incidență cu sin⁡i=0,665\sin i = 0{,}665. Atunci sin⁡r=n1sin⁡in2=0,6651,33=0,5\sin r = \dfrac{n_1 \sin i}{n_2} = \dfrac{0{,}665}{1{,}33} = 0{,}5, deci r=30°r = 30°.

Reflexia totală

La trecerea spre un mediu mai puțin dens (n2<n1n_2 < n_1), peste unghiul limită lumina nu mai iese: se reflectă TOTAL. Aplicația majoră: fibra optică (lumina rămâne captivă în fibră prin reflexii totale succesive).

Greșeli frecvente

  1. Măsurarea unghiurilor față de suprafață în loc de normală.
  2. Indicele de refracție e cel puțin 1 la medii obișnuite: v nu poate depăși c.
  3. La incidență normală (perpendiculară), lumina NU se frânge: trece nedeviat.
EXPLOREAZĂ INTERACTIV