refracția optică

La refracția optică Este un fenomen care apare atunci când lumina cade oblic pe suprafața de separare a două medii, astfel încât lumina își schimbă direcția și viteza. Este utilizat pe scară largă în optică și fizică, precum și în astronomie.

Prin urmare, vom dedica acest articol pentru a vă spune tot ce trebuie să știți despre refracția optică, caracteristicile și importanța acesteia.

Ce este refracția optică

Refracția optică se referă la transferul undelor luminoase de la un mediu material la altul în timpul procesului de propagare, iar apoi direcția și viteza lor se schimbă imediat. Este un proces legat de reflectarea luminii și se poate manifesta simultan.

Lumina poate călători în medii materiale precum vid, apă, aer, diamante, sticlă, cuarț, glicerină și diverse materiale transparente sau translucide. În fiecare mediu, lumina se deplasează cu viteze diferite.

De exemplu, lumina este refracta atunci cand calatoreste din aer in apa, unde unghiul si viteza de deplasare se schimba. Următoarele elemente participă la orice fenomen de refracție a luminii:

• fulger incident: raza care ajunge la suprafata dintre cele doua medii.
• rază refractată: O rază de lumină care este îndoită atunci când o undă traversează o suprafață.
• Normal: Linie imaginară perpendiculară pe suprafață, stabilită din punctul de întâlnire a două raze.
• Unghiu de incidenta: Unghiul dintre raza incidentă și normală.
• unghiul de refracție: Unghiul dintre raza refracta si normala.

Fenomen de refracție optică

Când lumina cade pe o suprafață care separă două medii, cum ar fi aer și apă, o parte din lumina incidentă este reflectată, în timp ce o altă parte este refractă și trece prin al doilea mediu.

În timp ce fenomenul de refracție se aplică în primul rând undelor luminoase, conceptele se aplică oricărei undă, inclusiv undelor sonore și electromagnetice.

Legile deduse de Huygens care guvernează mișcarea tuturor undelor sunt îndeplinite:

• Razele incidente, reflectate și refractate se află în același plan.
• Unghiul de incidență și unghiul de reflexie sunt egali., înțelegând astfel unghiurile formate de raza incidentă și respectiv raza reflectată, perpendiculare pe suprafața de separare trasată în punctul de incidență.

Viteza luminii depinde de mediul prin care se deplasează, pt deci cu cât materialul este mai dens, cu atât viteza luminii este mai mică și invers. Deci, atunci când lumina se deplasează de la un mediu mai puțin dens (aerul) la un mediu mai dens (sticlă), razele de lumină sunt refractate aproape de normal, astfel încât unghiul de refracție va fi mai mic decât unghiul de incidență.

În mod similar, dacă o rază de lumină trece de la un mediu mai dens la un mediu mai puțin dens, se va refracta departe de normal, astfel încât unghiul de incidență va fi mai mic decât unghiul de refracție.

importanță

Am menționat deja că refracția optică este un fenomen fizic care apare atunci când lumina trece dintr-un mediu în altul cu densități diferite. Acest fenomen este de mare importanță în viața noastră de zi cu zi și în diferite domenii ale științei și tehnologiei.

Unul dintre cele mai comune exemple de refracție optică este formarea curcubeului. Când lumina soarelui trece prin picăturile de apă din atmosferă, lumina este refractată și dispersată în lungimi de undă diferite, creând spectrul de culori pe care le vedem în curcubeu. Acest fenomen este, de asemenea, utilizat în optica lentilelor și în fabricarea instrumentelor optice, cum ar fi lentile pentru camere, microscoape și telescoape. Puteți afla mai multe despre Culorile curcubeului și cum sunt generate.

În plus, refracția optică este fundamentală în corectarea vederii umane. Când lumina pătrunde în ochi, este refractată prin cornee și cristalin pentru a forma o imagine pe retină. Dacă ochiul nu refractă lumina în mod corespunzător, poate cauza probleme de vedere, cum ar fi miopie, hipermetropie și astigmatism. Lentilele de contact corectează aceste probleme de refracție și permit luminii să refracte corect în ochi. Pentru a afla mai multe despre tipurile de lentile, puteți consulta acest articol pe microscoape și relația sa cu optica.

În industrie, refracția optică este utilizată la fabricarea materialelor transparente și la măsurarea concentrației soluțiilor. În medicină, refracția optică este utilizată pentru a măsura densitatea și refracția țesuturilor biologice, permițând depistarea precoce a bolilor.

Fără refracția optică, imagistica, corectarea vederii, fabricarea de lentile și alte instrumente optice, detectarea bolilor și multe alte progrese științifice și tehnologice care ne îmbunătățesc calitatea vieții nu ar fi posibile.

Exemple de refracție optică

Câteva exemple comune de refracție optică pot fi găsite în următoarele fenomene:

• Lingurita in cana de ceai: Când punem o linguriță într-o ceașcă de ceai, vedem cum se sfărâmă. Efectul de refracție a luminii este cel care produce această iluzie optică. Acelasi fenomen apare si atunci cand punem un creion sau un pai in apa. Aceste iluzii curbate sunt create datorită refracției luminii.
• Curcubeu: Curcubeele sunt cauzate de refracția luminii care trece prin picături mici de apă suspendate în atmosferă. Pe măsură ce lumina pătrunde în această zonă, se descompune și creează efecte colorate.
• aureola de soare: Acesta este un fenomen asemănător curcubeului care are loc în anumite părți ale globului sau în condiții atmosferice foarte specifice. Aceasta este creată atunci când particulele de gheață se acumulează în troposferă, refractând lumina și rupând-o, făcând posibilă distingerea inelelor colorate din jurul surselor de lumină.
• Lumina este refracta intr-un diamant: Diamantele refractează, de asemenea, lumina, împărțind-o în mai multe culori, așa cum se vede în calitatea cuarțului în modul în care dispersează lumina.
• Ochelari și lupe: Lupele și lentilele pe care le folosim se bazează pe principiul refracției luminii, deoarece trebuie să capteze lumina și să distorsioneze imaginea pentru a putea fi interpretată cu ochiul liber.
• soare în mare: Putem vedea lumina soarelui schimbând unghiul și viteza și dispersându-se pe măsură ce trece peste suprafață și în larg, indicând importanța refracția atmosferică.
• Lumină prin vitralii: Refracția luminii are loc și prin sticlă sau cristal, care filtrează lumina și o difuzează în mediu.