Fizică modul optică

Dupa cum se stie, un segment ingust (aproximativ 0,35 -

0,75?m , pe scara lungimilor de unda) din spectrul undelor

electromagnetice are proprietatea ca impresioneaza retina ochiului

uman si este denumit lumina vizibila. Proprietatile undelor

electromagnetice, in general, sunt astfel si proprietati ale undelor

luminoase, si, in continuare, vom aborda studiul unora dintre acestea

cu referire concreta la undele luminoase (optica electromagnetica).

Fenomenele manifestate de undele electromagnetice ( in

particular, luminoase) in cursul propagarii prin diferite medii sunt

determinate, in ultima instanta, de interactiunea dintre campurile

electric si magnetic ale undei electromagnetice si sarcinile electrice din

atomii substantei ( in particular, electronii de pe straturile periferice ale

acestora). Cercetand cei doi termeni ai fortei (4.91) cu care actioneaza

unda electromagnetica asupra unei sarcini, se poate arata ca

componenta electrica este de c / v ori mai mare decat cea magnetica, in

care v este viteza de miscare a sarcinii, iar c este viteza luminii in vid.

Rezulta ca, practic, vectorul camp electric al undei electromagnetice

este cel care determina fenomenele luminoase si de aceea I se spune si

vector luminos.

Trebuie mentionat ca desi o seama de fenomene cum sunt

reflexia, refractia, interferenta, difractia, dispersia, polarizarea etc se

explica tinand seama de natura ondulatorie electromagnetica a luminii,

pentru altele, cum sunt emisia si absorbtia luminii, trebuie sa se ia in

seama manifestarea corpusculara, fotonica a acesteia.

58

Optica ondulatorie tine seama de caracterul de unda al luminii,

iar in paragrafele care urmeaza ne vom referi la fenomenele luminoase

explicate tinand seama ca lumina este o unda electromagnetica.

Se stie ca propagarea undelor se descrie nu prin traiectorie, ca

in cazul unor particule, ci prin suprafete de unda ( vezi modulul 2).

Suprafata de unda corespunzatoare unui maxim al oscilatiei este

denumita front de unda ( de exemplu, crestele undelor circulare ce se

formeaza pe suprafata unui lac linistit cand cade un obiect mic in apa).

Directia de propagare a unei unde este indicata de raza undei. Folosind

conceptul de raza de lumina, o seama de fenomene fizice poate fi

descrisa in cadrul opticii geometrice.

5.2 Reflexia si refractia luminii

Daca o unda luminoasa intalneste suprafata de separatie dintre

doua medii transparente ( aer-sticla, aer- apa,etc) unda sufera reflexie

si refractie. Reflexia consta in intoarcerea undei (partial) in mediul

din care a venit, iar refractia (transmisia) consta in schimbarea

directiei de propagare a undei. In cursul reflexiei si refractiei

frecventa f a undei nu se modifica. Lungimea de unda insa se

modifica deoarece viteza de propagare a undei variaza de la un mediu

la altul; fata de vid, lungimea de unda intr-un material este:

c n

v

f

v o

o

?

?

? = = =

/

(5.1)

in care v este viteza de propagare a undei cu frecventa f in material,

c este viteza luminii in vid, ? ? este lungimea de unda a luminii in vid,

iar n este indicele de refractie al materialului.