Fizică pentru copii

Comportamentul luminii ca undă

Pe această pagină vom descrie unele dintre comportamentele luminii ca undă, inclusiv reflecția, refracția și difracția.

Reflecție

Unul dintre cele mai importante comportamente ondulatorii ale luminii este reflexia. Lumina reflectată este cea pe care o vedem cu ochii noștri. Modul în care lumina se reflectă pe obiecte afectează și culorile pe care le vedem.

Atunci când o undă lovește un mediu nou, o parte din undă va ricoșa pe suprafață. Gradul de reflexie al suprafeței va determina câtă lumină (și ce lungimi de undă ale luminii) va fi reflectată și câtă lumină va fi absorbită sau transmisă.

Atunci când lumina este reflectată, ea se supune legii reflexiei care este urmată de unde. Aceasta înseamnă că unghiul undei de lumină reflectată va fi egal cu unghiul de incidență al undei de lumină care intră. Vedeți imaginea de mai jos pentru un exemplu:

Tipuri de reflexie

• Reflexie speculară - O reflexie speculară este atunci când razele de lumină sunt reflectate de o suprafață într-o singură direcție de ieșire. Un exemplu de acest tip de reflexie este o oglindă. Reflexiile speculare apar pe suprafețele care sunt plane la nivel microscopic, cum ar fi argintul lustruit sau un corp de apă neted.
• Reflexie difuză - O reflexie difuză este atunci când o suprafață reflectă razele de lumină într-o gamă largă de direcții. Reflexiile difuze apar atunci când o suprafață este aspră la nivel microscopic. Suprafața poate părea sau se poate simți netedă, ca o bucată de hârtie, dar este de fapt aspră la nivel microscopic. Acest lucru face ca razele de lumină să se reflecte în unghiuri diferite.

Refracție

Atunci când lumina se deplasează dintr-un mediu (cum ar fi aerul) în alt mediu (cum ar fi apa), ea își va schimba direcția. Acesta este un comportament "ondulatoriu" și se numește refracție. În acest fel, lumina se comportă ca și alte unde, cum ar fi undele sonore. Viteza undei luminoase se modifică, de asemenea, atunci când se deplasează dintr-un mediu în altul.

Puteți vedea un exemplu de refracție a luminii în apă dacă puneți un pai într-un pahar cu apă. Veți vedea cum paiul pare să se deplaseze într-o parte. Aceasta este unda de lumină care se îndoaie pe măsură ce intră în apă.

Indicele de refracție

Pentru a măsura modul în care lumina se va comporta în diferite substanțe, oamenii de știință folosesc indicele de refracție. Acesta oferă un raport între viteza luminii în vid și viteza luminii în substanță. Ecuația pentru indicele de refracție este:

n = c/v

unde n este indicele de refracție, c este viteza luminii în vid, iar v este viteza luminii în substanță.

Ca exemplu, să luăm indicele de refracție al apei, care este de 1,33. Aceasta înseamnă că viteza luminii în vid este de 1,33 ori mai mare decât viteza luminii în apă.

O altă proprietate ondulatorie a luminii este difracția. Atunci când undele luminoase întâlnesc un obstacol sau trec printr-o deschidere, ele se vor curba. Difracția luminii poate fi observată în căptușeala argintie din jurul norilor, precum și în modelele de lumină de pe suprafața unui compact disc (a se vedea imaginea).

Activități

Faceți un test cu zece întrebări despre această pagină.

Introducere în valuri

Proprietăți ale undelor

Comportamentul valurilor

Bazele sunetului

Înclinație și acustică

Unda sonoră

Cum funcționează notele muzicale

Urechea și auzul

Glosar de termeni privind valurile

Lumină și optică

Introducere în lumină

Spectrul de lumină

Lumina ca un val

Fotoni

Undele electromagnetice

Telescoape

Lentile

Ochiul și vederea

Știință>> Fizică pentru copii