Refractia luminii pe suprafete drepte si investigarea cailor razelor in prisme si lentile

Refractia luminii pe suprafete drepte si investigarea cailor razelor in prisme si lentile

Experimentul Refractia luminii pe suprafete drepte si investigarea cailor razelor in prisme si lentile se ocupa de schimbarea directiei luminii atunci cand aceasta trece de la un mediu in altul. Legea refractiei descoperita de W. Snell este verificata cantitativ. Acest subiect de experiment studiaza, de asemenea, reflexia totala la trecerea de la un mediu cu un indice de refractie mai mare la unul cu un indice de refractie mai mic, concentrarea unui fascicul de lumina paralela in punctul focal al unei lentile colectoare, existenta unui punct focal virtual cand un fascicul de lumina paralel trece printr-o lentila dispersiva, crearea imaginilor reale si virtuale la imagistica cu lentile si traiectoria razei prin prisme.

Obiectivele experimentului:

Validarea legii lui Snell si determinarea unghiului de reflexie totala.

Determinarea unghiului critic de reflexie totala.

Investigarea traiectoriei razei in lentile, placi trapezoidale si prisme rectangulare.

Principii:

Optica cu siguranta a schimbat lumea in care traim: in medicina se folosesc laseri ca bisturiuri in operatii. Optoelectronica a revolutionat citirea, stocarea si comunicarea datelor. Toate aceste aplicatii necesita elemente optice mici precum oglinzi, lentile si prisme.

In acest experiment, se studiaza traiectoria razelor de lumina in lentile, corpuri prismatice si circulare folosind modele sectionale. Legile de baza ale refractiei luminii sunt verificate. In plus, se investigheaza traiectoria razelor in lentile si prisme.

Examinarea reflexiei fasciculelor de lumina pe oglinzi este descrisa in experimentul P5.1.1.1.

Optica geometrica (optica razelor) aproximeaza lumina ca raze de lumina care se propaga rectiliniu in vid si medii omogene.

Experimentul P5.1.1.1 demonstreaza ca o raza de lumina este reflectata pe suprafete (lustruite). Cu toate acestea, lumina trece si prin suprafata in alt mediu. Trecand de la un mediu (omogen) in altul, aceasta isi schimba directia de propagare. Acest fenomen se numeste refractia luminii.

Doar razele de lumina care lovesc la un unghi oblic sunt refractate la trecerea de la un mediu la altul. Raza incidenta, raza refractata si normala suprafetei dintre mediile diferite se afla intr-un plan. In mediul optic “mai dens” (in interiorul modelelor sectionale), raza de lumina este refractata catre normala.

Cand razele de lumina trec de la mediul optic “mai dens” (cu un indice de refractie mai mare) in mediul optic “mai putin dens” (cu un indice de refractie mai mic), exista doar refractie sub un unghi critic αL. In mediul optic “mai putin dens” (in afara modelelor sectionale), raza de lumina este refractata departe de normala.

Conform ecuatiei (I), unghiul critic αL este numit unghi de reflexie totala si este determinat de raportul dintre indicii de refractie n1 si n2. Pentru unghiuri mai mari decat unghiul de reflexie totala, lumina nu poate iesi in mediul optic “mai putin dens”. Telescoapele prismatice, fibra optica folosita pentru comunicatii optice si endoscoapele pentru aplicatii medicale sunt bazate pe acest efect.