II.1.1. Legile reflexiei luminii
PRINCIPIUL LUI FERMAT:
“Lumina se propagă între două puncte A și B, astfel încât drumul său optic și, implicit, intervalul de timp necesar parcurgerii distanței AB să fie minim.”
Conceptul de rază de lumină (linie dreaptă) și principiul reversibilității razelor de lumină sunt consecințe ale principiului Fermat.
🔥 Atenție! Nu îndrepta lumina laserului spre ochi!
Materiale necesare:
2 lasere.
Modul de lucru:
- Așază cele două lasere pe masă astfel încât razele lor să se intersecteze.
- Ce se întâmplă cu direcția celor două raze după intersecția lor ?
După intersecția razelor de lumină, ele își continuă drumul în linie dreaptă.
Concluzia experimentului:
Propagarea unei raze de lumină este independentă de propagarea altor raze.
🔥 Atenție! Nu îndrepta lumina laserului spre ochi!
Materiale necesare:
Oglindă plană, raportor, laser.
Modul de lucru:
- Aşază oglinda pe verticală.
- La baza oglinzii poziţionează pe orizontală (pe podea) raportorul, având punctul 0 la mijlocul oglinzii.
- Trimite fasciculul laser sub un anumit unghi pe oglindă, în punctul zero (laserul se aşază şi el tot pe podea, înclinându-i puţin vârful pentru a vizualiza raza reflectată).
- Aşază rigla pe direcţia razei reflectate de oglindă şi citeşte unghiul de reflexie.
Unghiul sub care se trimite spre oglindă fasciculul iniţial (unghi de incidență) este egal cu unghiul sub care se întoarce lumina (unghi de reflexie) faţă de normală.
Concluzia experimentului:
Lumina se reflectă cu acelaşi unghi (unghi de reflexie) cu care raza iniţială a ajuns la oglindă (unghi de incidenţă). Pe o suprafaţă şlefuită (cum este oglinda), lumina se reflectă în mod ordonat, respectând această lege.
Reflexia luminii este fenomenul în care lumina se întoarce în primul mediu, cu schimbarea direcţiei de propagare, atunci când ea întâlneşte un alt mediu (suprafaţa de separare dintre două medii optice diferite).
Legile reflexiei
Legea I:
Raza incidentă, normala și raza reflectată sunt coplanare (aparțin aceluiași plan).
Legea a II a:
Unghiul de incidență (i) este egal cu unghiul de reflexie (r).
Când raza de lumină cade perpendicular pe suprafața de separare, raza reflectată se întoarce în primul mediu pe același drum, adică este singurul caz când nu își schimbă direcția de propagare.
Pentru a desena raza care suferă fenomenul de reflexie (raza reflectată) trebuie să parcurgem următoarele etape:
-
Desenăm suprafața de separare dintre cele două medii diferite pe orizontală și le notăm. Primul mediu (I) se consideră mediul unde se află sursa de lumină.
-
Cu o linie punctată se desenează perpendiculara pe această suprafață de separare, numită normala la suprafața de separare și notată cu NI (I este punctul de incidență).
-
Se măsoară cu raportorul unghiul dintre normală (NI) și raza incidentă (raza provenită de la sursa S, notată cu SI). Acest unghi se numește unghi de incidență, notat cu i.
-
Se măsoară un unghi egal cu unghiul de incidență în partea cealaltă a normalei, se conturează raza reflectată (RI) și se notează unghiul de reflexie, r.
Notații (legenda) pentru desenul de la reflexia luminii :
SI = raza incidentă
RI = raza reflectată
NI = normala la suprafața de separare
i = unghi de incidență
r = unghi de reflexie
