Teoria Corpuscular a Luminii

Noiuni Generale

Profesor Coordonator: D-na Ionic Florica

Subiecte

Optica.Lumina : Studiu al Opticii.Teoria Corpuscular a Luminii.Teoria Ondulatorie a Luminii.Dualismul corpuscul-und.Efectul Fotoelectric.

Ce este optica?

Optica este o ramur a fizicii care studiaz proprietile i natura luminii, modul de producere a acesteia, i legile propagrii i interaciunii luminii cu substana. Cuvntul "optic" vine de la cuvntul grecesc optikos (relativ la vedere), nrudit cu optos (vizibil) i cu ops (ochi).

Lumina (i toate celelalte forme de radiaie electromagnetic) cltoresc n vid cu o vitez de circa 300.000 km/s, iar n aer ceva mai ncet. Viteza luminii n vid reprezint o constant universal, notat cu ,,c , i, conform teoriei relativitii, nimic nu poate fi mai rapid. Intr-o secund o raz de lumin ar putea nconjura de peste 7 ori Pmntul pe la Ecuator, pe cnd cltoria ei de la Soare la Pmnt, pe o distan de circa 150.000.000 km, dureaz cam 8 minute.

Teoria crepusculara

Teoria corpuscular explic fenomenele de reflexie a luminii prin analogie cu reflexia unor bile elastice de un perete fix, iar fenomenul de refracie prin atracia corpusculilor luminoi de ctre mediile mai dense.

Viteza luminii n aer i ap a fost pentru prima dat msurat la mijlocul secolului XIX de ctre fizicienii francezi Jean Foucault i Armand Fizeau. Acest lucru a dus la o respingere a teoriei corpusculare a luminii propus de Isaac Newton.

Prima teorie tiinific cu privire la natura luminii aparine lui I.Newton (1704) i susine c sursa de lumin emite corpusculi luminoi, care se propag n virtutea ineriei n linie dreapt cu o vitez relativ mare Newton sugerase c un corp luminos emite un curent de particule care cltoresc n linie dreapt prin eter (un mediu despre care se credea la acea vreme c ocup ntregul spatiu). Dar faptul c lumina se deplasa mai ncet vn ap nu putea fi explicat decat prin teoria ondulatorie a luminii i nu prin cea stabilit de Newton.

Eterul

Termenul de Eter a fost termenul folosit in secolul al XIX-lea, pentru a descrie un mediu prin care se propag lumina. Cuvntul ,,eter este de origine greac i nseamn a aprinde, a arde sau a strluci. Semnific substana despre care se credea n antichitate c umple regiunile superioare ale spaiului, dincolo de nori.

A nu se confunda cu eterii: O clas de compui chimici organici care au n molecul o grup funcional eter - un atom de oxigen legat de doi radicali alchil..

Oxiciclohexan

Teoria Ondulatorie i
Reluarea Teoriei Corpusculare

In 1690, C.Huygens pune bazele teoriei ondulatorii cu privire la natura luminii,conform creia lumina trebuie s fie considerat ca o und elastic ce se propag ntr-un mediu special, care umple ntregul univers (eter). Mai trziu, n 1901, Max Planck revine la teoria corpuscular a luminii sub forma teoriei cuantice a naturii luminii.

Conform acestei teorii, lumina are o structur discontinu, sub form de cuante de energie (fotoni).

Fotonul fiind particula elementar responsabil pentru toate fenomenele electromagnetice

Efectul fotoelectric este un fenomen fizic n care se manifest natura corpuscular a luminii. El const n emisia electronilor de ctre un corp aflat sub aciunea radiaiilor electromagnetice. Pentru explicarea lui, Einstein a presupus c fotonii din care este alctuit lumina ciocnesc atomii din substana respectiv, fiecare foton incident elibernd cte un electron. Scriind legea de conservare a energiei, se pot justifica legile empirice obinute n studiul acestui efect. Relaia este cunoscut sub numele de legea lui Einstein.

Dualismul corpuscul-und

n cadrul fizicii, dualismul corpuscul-und se refer la faptul c materia prezint simultan proprieti corpusculare (particul) i ondulatorii (und).

Particulele elementare sunt structuri dinamice, i prin aceasta sunt surse de micare n univers. Toate particulele genereaz n jurul lor cmpuri fizice; electric, magnetic sau gravific. Protonul este particula subatomic din nucleul unui atom, cu masa (mp = 1,67310-27 kg) i cu sarcina electric pozitiv.Neutronul este particula din nucleul atomic cu masa (mn=1,67510-27kg), neutr din punct de vedere electric. Electronul este o particul subatomic fundamental cu sarcin electric negativ.

Prin und se nelege fenomenul de propagare a unei oscilaii ntr-un mediu elastic. Dup modul de oscilaie a particulelor mediului fa de direcia de propagare se deosebesc dou tipuri fundamentale de unde:

a) unde transversale.

Exemple de unde transversale: oscilaia unei corzi elastice, vibraia unei bare care a fost lovit lateral, vibraia membranei unei tobe.

b) unde longitudinale.

Ca exemplu de und longitudinal se poate da cazul undelor sonore care se propag n aer (sub forma unor variaii continui ale presiunii aerului).

Unda

Propagarea luminii. Principiul lui Fermat.

Unda luminoas este de natur electromagnetic;Ea poate fi reprezentat ntr-un mediu omogen prin vectorii cmp electric i cmp magnetic care sunt perpendiculari ntre ei i perpendiculari pe direcia de deplasare.Mediile n care se propag lumina pot fi omogene i neomogene.Un mediu omogen din punct de vedere optic este acel mediu n care, n toate punctele, indicele de refracie n are aceeai valoare. In aceste medii, lumina se propag pe drumul cel mai scurt, adic n linie dreapt. Traiectoriile dup care se propag lumina se numesc raze de lumin.Un mnunchi de raze de lumin formeaz un fascicul de raze, care pot fi: paralele, convergente i divergente.

Concluzie

Principiul lui Fermat poate fi formulat ca principiul timpului minim: lumina se propag ntre dou puncte pe acel drum pe care timpul de propagare este minim.

Proiect realizat de elevii clasei a XI-a F:

Mutu Magdalena

Vorotneac Vlad

Surse:

Manualul de tiine,

clasa a XI-a

Wikipedia