vineri, 8 mai 2015

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:



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:


Surse:





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:

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 (nd = 2,42) in apa (napa = 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, temperaturiipresiunii.

  • 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/