MIRAJUL

Mirajele optice apar datorita refractiilor succesive si reflexiei totale a luminii pe straturile de aer cu temperature diferite.

Mirajul este cunoscut si sub denumirea de Fata Morgana.

Densitatea aerului cald este mai mică decât a celui rece. Razele de lumină parcurg mai intâi straturile mai reci de aer, apoi vin în contact, sub un unghi de incidență relativ mic, cu păturile de aer mai calde și sunt astfel refractete până la obținerea reflexiei totale.

Din cauza incalzirii mari a suprafetei Pamantului in unele zone straturile de aer vecine Pamantului devin mai calde decat straturile superioare si mai putin dense in comparatie cu straturile de aer superioare. Ca urmare lumina se propaga spre medii mai putin dense, la fiecare trecere dintr-un strat dens in altul mai putin dens unghiul de refractie creste devenind pentru o anumita pereche de straturi, unghi de incidenta mai mare decat unghiul limita si apare fenomenul de reflexie totala.

Observatorul va vedea obiectul AB insotit de imaginea rasturnata AB' in prelungirea ultimei portiuni a traiectoriei curbe parcursa de lumina prin straturile de aer din vecinatatea solului. Acest fenomen, in care imaginea rasturnata AB' se afla sub obiect , se numeste miraj inferior. Uneori, vara cand este foarte cald oamenii dintr-un autovehicul care se deplaseaza pe sosea au impresia ca la o anumita distanta in fata autovehiculului asfaltul este ud.

Mirajul ce apare la suprafaţa asfaltului fierbinte

Reflexia luminii pe o suprafata incalzita

 Daca straturile inferioare de aer sunt mai reci decat cele superioare, atunci imaginea AB' apare deasupra obiectului AB, asa cum se intampla uneori dimineata deasupra apei marilor din zonele reci. Acest tip de miraj se numeste miraj superior sau miraj arctic. Mirajul arctic cunoscut in Islanda sub denumirea de efectul Hillingar este echivalentul din nord al binecunoscutului miraj al desertului.

Mirajul arctic apare cand o masa stabila de aer limpede ajunge pe o suprafata mult mai rece. Rezultatul este schimbarea proprietatilor optice ale aerului, asa incat refracta lumina ca o lentila uriasa, de fapt are loc reflexia totala. Obiectele aflate departe, dincolo de linia orizontului, apar acum in campul vizual, plutind deasupra orizontului, iar uneori se vad imagini rasturnate, una deasupra celeilalte. Conditii favorabile pentru formarea acestui tip de miraj exista dincolo de Groenlanda.

Surse:

http://www.incursiune-in-lumea-fizicii.accounting-business.eu/reflexia-totala-a-luminii.html

http://ro.wikipedia.org/wiki/Miraj

http://ro.wikipedia.org/wiki/Miraj#/media/File:Fatamorganarp.png

http://www.islandnet.com/~see/weather/history/artmirge.htm

REFLEXIA TOTALA

Atunci cand lumina trece dintr-un mediu optic mai dens optic in unul mai putin dens (de exemplu: din apa in aer, din sticla in aer, din sticla in apa), unghiul de refractie este totdeauna mai mare decat unghiul de incidenta. Marind treptat unghiul de incidenta, creste si unghiul de refractie. Valoarea maxima a unghiului de refractie este de 90⁰; in acest caz lumina nu mai trece in mediul al doilea, iar fenomenul se numeste reflexive totala. Unghiul de incidenta minim, l , la care se manifesta fenomenul de reflexie totala se numeste unghi limita.

Pentru orice valoare a unghiului de incidenta mai mare decat unghiul limita, l, lumina nu mai trece in mediul al doilea, ci se reflecta in punctul de incidenta, intorcandu-se in primul mediu conform legilor reflexiei, suprafata de separare comportandu-se ca o oglinda. Absenta completa a luminii in mediul al doilea pentru unghiuri de incidenta mai mari decat unghiul limita si intoarcerea ei integrala in mediul din care a venit, a facut ca acest fenomen sa fie numit reflexie totala.

sin i / sin r = n₂ / n₁

i = l

r = 90⁰    

sin 90⁰ = 1

sin l = n₂ / n₁ ; 

Unghiul limita, l, depinde numai de indicii de refractie ai celor doua medii aflate in contact.

Producerea fenomenului de reflexie totala poate fi vizualizat accesand link-ul:

https://www.youtube.com/watch?v=2kBOqfS0nmE

Surse:

http://www.incursiune-in-lumea-fizicii.accounting-business.eu/reflexia-totala-a-luminii.html

https://www.youtube.com/watch?v=2kBOqfS0nmE

FISA DE LUCRU REFLEXIA TOTALA

Evaluarea notiunilor predate

1. Valoarea maxima a unghiului de refractie este de …….grade; in acest caz lumina nu mai trece in mediul al doilea, iar fenomenul este numit ..................

2. Informatia este transmisa unui utilizator de internet prin cablul de ............

3. Numiti fenomenul optic indicat in imaginile urmatoare:

4. Instrumentul cu care medicul poate investiga esofagul si stomacul corpului uman, este ……….

Surse:

http://www.scritub.com/stiinta/fizica/Refractia-terestra85648.php

FISA DE LUCRU REFLEXIA SI REFRACTIA LUMINII

Reflexia si refractia luminii

1.     Numiti fenomenul optic din imaginile urmatoare:

2.     Numiti fenomenul optic din imaginile urmatoare:

3.     O raza de lumina trece din diamant (n_d = 2,42) in apa (n_apa = 1,33). Care este drumul razei de lumina ?   

      4.     Indicele de refractie absolut al unui mediu transparent se calculeaza cu formula:

a) n = cv                     b) n = c/v                            c) n = v/c

5.     Viteza de propagare a luminii in aer si in vid este:

       a)        c = 300000 Km/s

       b)       c > 300000 Km/s
c)         c < 300000 Km/s

FIBRA OPTICA

·         Fibra optică este o fibră de sticlă sau plastic care transportă lumină de-a lungul său.

·      Fibrele optice sunt facute din sticla pura, iar firul de sticla este atat de subtire (putin mai gros decat un fir de par), incat are o flexibilitate foarte buna. Flexibilitatea sticlei este marita substantial datorita stratului de vopsea de deasupra care are rolul de protectie si de identificare (fiecare fir de fibra optica dintr-un cablu de fibra optica este vopsit diferit pentru a putea fi usor de identificat atunci cand se instaleaza).

·        Ca si constructie, fibra optica este alcatuita dintr-un miez transparent de sticla, invelit de un alt strat de sticla ce are un indice de refractie mai mic decat cel al miezului. Astfel, lumina este pastrata in miezul de sticla datorita reflexiei interne totale, iar fibra se comporta ca un ghid de unda.

Core = miez
cladding = stratul 2 de sticla cu care este invelit miezul

·   Fibrele optice sunt folosite pe scară largă în domeniul telecomunicațiilor, unde permit transmisii pe distanțe mai mari și la lărgimi de bandă mai mari decât alte medii de comunicație. Fibrele sunt utilizate în locul cablurilor de metal deoarece semnalul este transmis cu pierderi mai mici, și deoarece sunt imune la interferențe electromagnetice.

·         Prin fibrele optice circula lumina si nu curent electric, la ambele capete ale cablului de fibra optica existand cate un echipament electronic care “traduce” semnalul optic in cel electric si vice versa, pentru a putea fi “inteles” de calculatoare.

·   Fibrele optice sunt utilizate și pentru iluminat și transportă imagine, permițând astfel vizualizarea în zone înguste.

·        Unele fibre optice proiectate special sunt utilizate în diverse alte aplicații, inclusiv senzori și laseri.

·         Lumina este dirijată prin miezul fibrei optice cu ajutorul reflexiei interne totale.

·         Fibra optică se poate utiliza ca senzor de măsurare a tensiunii, temperaturii, presiunii.

• În unele clădiri, fibra optică este utilizată pentru a direcționa lumina solară de pe acoperiș spre alte părți ale clădirii.
•  Iluminarea cu fibră optică este folosită și în aplicații decorative, la indicatoare, lucrări de artă și în pomi de Crăciun artificiali. Magazinele Swarovski utilizează fibra optică pentru a ilumina cristalele expuse din mai multe unghiuri cu o singură sursă de lumină.
• Un grup coerent de fibre se utilizează, uneori împreună cu lentile, la un dispozitiv lung și subțire, de achiziționat imagini, numit endoscop, folosit pentru a vedea obiecte printr-o gaură mică. Endoscoapele medicale sunt utilizate pentru proceduri chirurgicale neinvazive (endoscopie). Endoscoapele industriale sunt utilizate la inspectarea unor puncte la care se ajunge greu, cum ar fi interioarele motoarelor cu reacție.

Surse:

http://ro.wikipedia.org/wiki/Fibr%C4%83_optic%C4%83

http://www.star-net.ro/news/ce-este-fibra-optica/

http://www.priscoelectronica.com/fibra-optica-ftth/

Test de evaluare

SUBLINIATI   RASPUNSUL  CORECT.

1.     Inductia magnetica este marime fizica: 

a)    scalara

b)    vectoriala

c)     adimensionala

2.     Inductia magnetica, in SI, se masoara in :

a)  metri

b)   amperi

c)   Tesla

3.     Inductia magnetica are:

a)  directia tangenta la linia de camp magnetic si acelasi sens cu al liniei de camp;

b)  directia perpendiculara pe linia de camp magnetic si sens opus liniei de camp;

c)   directia sub un unghi oarecare fata de camp magnetic si sens opus liniei de camp.

4.     Forta electromagnetica este forta exercitata de:

                 a) campul gravitational asupra unui conductor parcurs de curent electric ;

                 b) campul magnetic asupra unui conductor parcurs de curent electric, aflat in acel camp magnetic ;

                  c) campul magnetic asupra oricarui conductor.

5.     Modulul fortei electromagnetice se calculeaza cu formula:

a)  F = BIlsinα

b)  F = Ilcosα

c)   F = BIsinα

6.     Directia fortei electromagnetice :

             a) este perpendiculara pe directia conductorului si pe directia liniilor campului magnetic ( directia inductiei magnetice B );

             b) nu este perpendiculara pe directia conductorului si pe directia liniilor campului magnetic ( directia inductiei magnetice B );

             c) este paralela cu directia conductorului si cu directia liniilor campului magnetic ( directia inductiei magnetice B );

7.     Sensul fortei electromagnetice este stabilit cu regula:

a)    mainii drepte;

b)    paralelogramului;

c)     mainii stangi.

    8.   Postati in acest document word,  fotografia fizicianului Pierre-Simon Laplace.

       

Etapele realizarii unui plan didactic de succes

Etapele realizarii unui plan didactic de succes

Proiectarea unei activitati didactice presupune un demers anticipativ, pe baza unui algoritm procedural ce coreleaza urmatoarele patru intrebari:

• Ce voi face ?
• Cu ce voi face ?
• Cum voi face ?
• Cum voi sti daca am realizat ceea ce mi-am propus ?

Cele patru etape fundamentale in proiectarea lectiei sunt:

1. Stabirea obiectivelor operationale ale lectiei, astfel incat prin realizarea acestora, sa se ajunga la formarea competentelor specifice pentru continutul asociat, conform programei scolare de fizica in vigoare. Profesorul stabilește ceea ce trebuie să știe și/sau să facă elevul la sfârșitul activității didactice; compară ceea ce își propune să realizeze cu programa școlară, precizând performanțele minime așteptate; apreciază dacă obiectivele pot fi atinse în timpul disponibil.
2. Analiza resurselor - profesorul trebuie sa realizeze o analiza detaliata a pricipalelor categorii de resurse implicate in desfasurarea activitatii didactice:
• Resurse umane: elevii ( trasaturi de personalitate, nevoi de invatare, interese), profesorul (pregatire stiintifica si psihopedagogica, competenta comunicativa);
• Resurse de continut didactic: ansamblul valorilor educationale ce fac obiectul procesului de predare/invatare; programa scolara; manualul de fizica;
• Resurse de ordin material: materiale didactice si mijloace tehnice care pot contribui la eficientizarea activitatii;
• Locul desfasurarii activitatii: laboratorul de fizica sau laboratorul de informatica;
• Timpul disponibil pentru desfasurarea activitatii.

3. Elaborarea strategiilor didactice optime  - eficienta activitatii didactice depinde in mare masura de calitatea demersului de colectare si selectare a celor mai potrivite metode, mijloace si materiale didactice. Principalii factori care contribuie la selectarea si imbinarea metodelor, mijloacelor si materialelor didactice, intr-o strategie didctica sunt:

• Specificul activitatii desfasurate;
• Obiectivele educationale identificate;
• Contextul psihopedagogic al instruirii;
• Contextul material al instruirii;
• Stilul si personalitatea profesorului.

4. Elaborarea instrumentelor de evaluare - stabilirea formelor, metodelor și a instrumentelor prin care profesorul va putea constata dacă ceea ce și-a propus s-a realizat și în ce măsură.

Activitatea didactica este cu atat mai eficienta, cu cat este mai riguros conceputa pentru utilizarea metodelor si mijloacelor moderne de predare/ invatare. Atractivitatea lectiei depinde de gradul de integrare a calculatorului in etapele lectiei si de maiestria profesorului.

Zénobe Gramme

was a Belgian electrical engineer. He was born at Jehay-Bodegnée on 4 April 1826, the sixth child of Mathieu-Joseph Gramme,and died at Bois-Colombes on 20 January 1901. He invented theGramme machine, a type of direct current dynamo capable of generating smoother (less AC) and much higher voltages than the dynamos known to that point.

Pierre-Simon, Marchiz de Laplace

(n. 23 martie 1749, Beaumont-en-Auge - d. 5 martie 1827, Paris)

·        A fost un matematician, astronom și fizician francez, celebru prin ipoteza sa cosmogonică Kant-Laplace, conform căreia sistemul solar s-a născut dintr-o nebuloasă în mișcare.

·        A formulat ecuația Laplace și a pus la punct transformata Laplace, care apare în multe ramuri ale fizicii matematice, un domeniu în al cărui dezvoltare a jucat un rol esențial. Operatorul Laplace, utilizat pe scară largă în ecuațiile cu derivate parțiale, este, de asemenea, numit după numele sau.

·        Este cunoscut ca unul dintre cei mai mari oameni de știință din toate timpurile, denumit uneori „Newton al Franței”.

·        A fost conte al Primului Imperiu Francez (din 1806) și marchiz din 1817, după restaurația Bourbonilor.

André-Marie Ampère

(n. 20 ianuarie 1775 – d. 10 iunie 1836)

·        A fost un fizician și matematician francez.

·        A descoperit legea interacției curenților electrici (1820) și a propus ipoteza curenților moleculari pentru explicarea magnetismului corpurilor, fiind considerat unul dintre principalii fondatori ai electromagnetismului.

·        Ampère a realizat studii privind interacțiunea reciprocă a curenților și magneților, apoi a curenților asupra câmpului magnetic al selenoidului. Stabilește expresia matematică a forței electrodinamice (1820), care devine una din legile de bază ale electrodinamicii.

·        A determinat configurația curenților asupra câmpului magnetic al selenoidului, stabilind regula de fixare a sensului liniilor de câmp.

·        Introduce noțiunea de curent electric și tensiune electrică.

·        Explică magnetismul corpurilor printr-o ipoteză care arată că forma curenților moleculari este presupusă a fi circulară.

·        Prin legea circuitului magnetic sau legea circuitală a lui Ampère, stabilește prima teorie a electromagnetismului și introduce noțiunile de electrostatică și electromagnetism. Această lege stabilește legătura dintre câmpul magnetic și curent.

·        Inventează galvanometrul, aparatul cu care pot fi măsurate tensiunile electrice și curentul electric. Inventează de asemeni un electromagnet și împreună cu François Arago realizează în 1820, primul aparat telegrafic.

·        Contribuțiile lui Ampère în domeniul electromagnetismului au constituit un punct de plecare pentru cercetările lui Maxwell, Ohm, Joule.

·        Ampère a adus contribuții și în alte ramuri ale fizicii. Astfel, în 1828 a studiat teoria suprafețelor de undă, refracția luminii, teoria undelor luminoase, teoria cinetică a gazelor și numeroase probleme de cinematică.

Hans Christian Ørsted

(n. 14 august 1777, d. 9 martie 1851)

·        A fost un fizician și chimist danez, care a influențat filosofia post-kantiană și progresul științei în secolul al XIX-lea. Este cunoscut pentru descoperirea relației dintre electricitate și magnetism cunoscută ca electromagnetism.

·        Prima legatură între magnetism și electricitate este făcuta în 1820. Pe când se pregătea pentru o conferință pe care urma să o țină, a descoperit că acul magnetic al busolei devia de la nordul magnetic ori de câte ori acționa întrerupătorul unui circuit electric alimentat de la o pilă voltaică. Întâmplarea l-a convins despre faptul că în jurul unui fir prin care trece curent electric se creează un câmp magnetic care se propagă uniform în toate direcțiile. Astfel a ajuns la concluzia că există o legătură între electricitate și magnetism. 

·        În 1820 publică lucrarea, în limba latină, denumită “ Experimente referitoare la efectul curentului electric asupra acului magnetic”, în care reunea toate rezultatele experimentelor sale și care au dus la descoperirea acțiunii magnetice a curentului electric și, prin aceasta, la descoperirea electromagnetismului. Această descoperire i-a impulsionat pe Georg Simon Ohm, André-Marie Ampère și Michael Faraday în realizarea marilor lor descoperiri și a adus în fizică un nou domeniu de cercetare—studiul fenomenelor electromagnetice.

Nikola Tesla

( n. 10 iulie 1856, satul Smiljan, în apropiere de Gospić, Croatia, pe atunci în Imperiul Austro-Ungar - d. 7 ianuarie 1943, New York)

·        A fost un inventator, fizician, inginer mecanic, inginer electrician și unul dintre promotorii cei mai importanți ai electricității comerciale.

·        Tesla este considerat ca fiind unul dintre cei mai mari oameni de știință ai sfârșitului de secol XIX și începutului de secol XX. Invențiile, precum și munca teoretica ale lui Tesla au pus bazele cunoștințelor moderne despre curentul alternativ, puterea electrică, sistemele de curent alternativ, incluzând sistemele polifazice, sistemele de distribuție a puterii și motorul pe curent alternativ, care au determinat cea de-a doua Revoluție Industrială.

·        Tesla era etnic sârb, fiind născut în satul Smilijan, în Imperiul Austro-Ungar (actual Croația). Era cetățean al Imperiului Austriac prin naștere și mai târziu a devenit cetățean american.

·        Prin demonstrația lui de comunicare fără fir prin intermediul undelor radio în 1894 și după victoria în „războiul curenților”, a fost recunoscut ca fiind unul dintre cei mai mari ingineri electricieni ai S.U.A. Mare parte din munca sa inițială a fost pionierat în ingineria electrică modernă și multe dintre descoperirile lui au fost de foarte mare importanță. În toată această perioadă, în Statele Unite faima lui Tesla rivaliza cu a oricărui inventator sau om de știință al vremii, dar din cauza afirmațiilor sale aparent incredibile și în unele cazuri aproape neverosimile despre dezvoltarea invențiilor și inovațiilor științifice și tehnologice, Tesla a fost în final etichetat drept un om de știință nebun.

Schimbarea starii de agregare

Solstitiu si echinoctiu

Einstein