LUMINA

label Cultura generala calendar_month 2006-02-15, 00:00 autorenew 2025-10-17, 22:26 history_edu calificativ.ro

Vedem obiectele cand lumina lor ajunge la ochiul nostru. Lucrurile pe care le vedem fie produc lumina, fie reflecta lumina produsa de alte obiecte sau permit luminii sa le strabata. De exemplu putem vedea Soarele si stelele pentru ca produc lumina. Majoritatea obiectelor din jurul nostru le vedem datorita luminii pe care o reflecta.CuloareaIn general lumina stralucitoare a soarelui e considerata ca fiind pura sau alba. Acest lucru e gresit, lumina alba fiind de fapt o combinatie de mai multe culori. Culorile ce compun lumina alba pot fi vazute atunci cand razele de soare stralucesc prin picaturile de ploaie dand nastere unui curcubeu. Cand lumina e reflectata de marginea unei oglinzi sau atunci cand trece printr-un ornament sau recipient de sticla, poate fi vazuta o banda de culori. Aceasta banda de culori e denumita spectrul luminii, ea trecand treptat de la culoarea rosie pana la violet.De obicei se neglijeaza nuantele mai fine si se considera ca spectrul este alcatuit doar din sapte benzi colorate. Aceste culori, denumite si cele sapte culori ale curcubeului, sunt: rosu, oranj, galben, verde, albastru, indigo si violet.PrismeleIn anii 1660, savantul englez Isaac Newton facea diferite experiente cu lumina. Folosind o prisma triunghiulara de sticla a descompus lumina intr-un spectru. A descoperit ca utilizand inca o prisma putea sa recombine razele colorate, obtinand lumina alba. Experimentul a adus dovada ca lumina alba e formata din radiatii colorate.La trecerea prin prisma razele de lumina isi modifica directia de propagare. Dar radiatiile de culori diferite isi vor schimba directia in mod diferit, cele rosii cel mai putin, iar cele violete cel mai mult.Modificarea directiei de propagare a luminii se numeste refractie, iar fenomenul de descompunere a luminii albe in radiatii colorate se numeste dispersie. Curcubeele se formeaza atunci cand picaturile de ploaie disperseaza lumina soarelui.Undele electromagneticeSpectrul luminii reprezinta doar o parte din gama larga de radiatii numita spectrul electromagnetic. Acesta mai include radiatiile gamma, radiatiile X, ultravioletele, radiatiile infrarosii (caldura) si undele radio. Toate formele de radiatii electromagnetice se propaga ca unde de vibratie electrica si magnetica, cu viteza luminii - aproximativ 300.000km/s. Diferenta principala intre aceste tipuri de unde electromagnetice o reprezinta lungimea lor, determinata de frecventa - ritmul in care sunt produse undele electromagnetice. Cu cat frecventa e mai mare, cu atat undele sunt mai apropiate, iar lungimea lor de unda e mai mica. Undele electromagnetice se afla intre radiatiile infrarosii si cele ultraviolete in spectrul electromagnetic.LentileleLentilele din aparatele de fotografiat si din instrumentele optice deviaza radiatiile luminoase astfel incat sa formeze imagini. Poate ati remarcat ca lentilele din telescoapele ieftine, de exemplu, produc franjuri colorati pe marginea imaginilor pe care le formeaza. Acest lucru se intampla deoarece, la fel ca prismele, lentilele simple confectionate dintr-o singura bucata de sticla sau plastic deviaza radiatiile colorate mai mult sau mai putin, in echipamentele de calitate, acest defect e eliminat folosind doua lentile suprapuse. Prima dintre aceste lentile descompune lumina alba in radiatii colorate, iar cea de-a doua recompune radiatiile colorate, astfel incat sa elimine acele margini franjurate (cunoscute sub denumirea de aberatie cromatica).Culorile primareAsa cum a aratat Newton, lumina alba poate fi produsa combinand radiatiile celor sapte culori ale curcubeului. Exista insa o cale si mai simpla de a face acest lucru. Radiatiile rosii, verzi si albastre pot fi combinate asfel incat sa se obtina lumina alba. Aceste trei culori sunt denumite culorile primare ale luminii. Prin combinarea lor in diverse moduri se pot obtine alte culori. De exemplu cu ajutorul radiatiilor rosii si verzi se obtine lumina galbena.Faptul ca lumina alba e un amestec de mai multe culori ne ajuta sa explicam de ce unele obiecte ne apar colorate. Un obiect va fi vazut alb daca reflecta toate cele trei componente ale luminii albe, iar daca nu reflecta nici una din aceste componente, va fi vazut negru. Un obiect ne apare rosu cand e privit in lumina alba, pentru ca reflecta cu precadere componenta rosie a luminii albe si absoarbe aproape in totalitate componentele verzi si albastre.Daca se amesteca vopsele de diferite culori, fiecare absoarbe componente diferite ale luminii albe, astfel incat amestecul va fi mai inchis la culoare. Din aceasta cauza amestecarea vopselelor e diametral opusa procesului de combinare a radiatiilor colorate, iar culorile primare folosite pentru obtinerea altor culori vor fi si ele diferite. Aceste culori primare folosite in pictura sunt denumite pigmenti principali. Ele sunt purpuriul, cianul si galbenul desi foarte des (si in mod gresit) sunt denumite rosu, albastru si galben. Se adauga culoarea neagra pentru a creste densitatea partilor intunecate, deoarece chiar si un amestec dens al culorilor primare mai reflecta totusi putina lumina, rezultand un maro inchis in loc de negru.Unde si particuleAproximativ in secolul III i.e.n., grecii au dedus ca lumina e emisa de corpuri luminoase, cum ar fi soarele si carbunii aprinsi. Dar modul in care se formeaza si se deplaseaza in spatiu radiatiile luminoase a ramas un mister secole de-a randul. Chiar si in zilele noastre aceasta problema nu este in totalitate inteleasa de catre oamenii de stiinta.In anii 1600, Isaac Newton si altii credeau ca lumina era compusa din particule ce se misca cu viteza mare, particule denumite corpusculi. Dar olandezul Christiaan Huygens si adeptii sai sustineau ca lumina e alcatuita dintr-o succesiune de unde.In 1801, savantul englez Thomas Young a realizat o serie de experimente cu privire la difractia luminii, un fenomen prin care lumina, in loc sa se propage in linie dreapta, se imprastie usor la trecerea printr-o fanta ingusta. Young a explicat difractia plecand de la presupunerea ca lumina se propaga sub forma de unde. In anii 1860 savatul scotian James Clerk Maxwell a sustinut ca energia electromagnetica se deplaseaza sub forma de unde, iar lumina este o forma particulara a acestei energii.Cu toate acestea, la inceputul secolului XX , savantul german Max Plank a aratat ca energia radiatiilor e formata din mici cantitati de energie, numite cuante. Pe aceasta ipoteza se bazeaza teoria cuantica a luminii emisa de Plank, teorie pentru care a primit premiul Nobel pentru fizica in 1918. Cuanta de energie luminoasa este o particula denumita foton. Intotdeauna lumina emisa sau absorbita se comporta ca un curent de fotoni.Dupa cum s-a vazut, adevarata natura a luminii e greu de inteles. De aceea se spune despre lumina ca are o natura duala, iar savantii pot folosi atat teoria ondulatorie a luminii cat si teoria corpusculara pentru a-si explica observatiile.Generarea luminiiLa fel ca electricitatea, lumina poate fi generata cu ajutorul altor forme de energie. Soarele produce lumina si alte radiatii electromagnetice ca urmare a unor reactii nucleare puternice, care transforma hidrogenul in heliu. Cand ard carbunii sau lemnele, energia chimica a combustibilului se transforma in caldura si lumina. La trecerea curentului printr-un filament metalic, becurile transforma electricitatea in caldura si lumina. Dar o lampa fluorescenta functioneaza intr-un mod diferit. La capetele unui tub ce contine vapori sub presiune mica (de obicei mercur), se aplica un curent de voltaj inalt. Astfel vaporii devin incandescenti si emit radiatii ultraviolete, care se vor lovi de invelisul chimic aflat pe peretii interiori ai tubului, invelisul absoarbe radiatiile ultraviolete, care sunt invizibile si emite energie sub forma de lumina. Acest proces de conversie a radiatiilor se numeste fluorescenta. Fosforescenta e un efect similar, dar luminozitatea va persista o perioada destul de lunga de timp dupa ce sursa de radiatii a fost indepartata. Dupa ce a fost expusa cateva momente la o lumina puternica, va continua sa straluceasca cateva ore. Atat fluorescenta cat si fosforescenta sunt forme ale luminiscentei - emisiunea de lumina care se datoreaza altei cauze decat temperatura ridicata.BioluminiscentaUnele organisme vii, cum ar fi viermii luminosi si unele specii de pesti, ciuperci si bacterii, emit lumina printr-un fenomen numit bioluminiscenta: lumina e produsa pe baza energiei chimice, rezultata atunci cand substanta numita luciferina se combina cu oxigenul.Una dintre cele mai folositoare surse de lumina este laserul. Literele acestui cuvant provin de la denumirea din limba engleza-"Light Amplification by the Stimulated Emission of Radiation" (amplificarea luminii prin stimularea emisiunii de radiatii), intr-un tub laser, cu ajutorul curentului electric se stimuleaza atomii pentru a elibera fotoni. Fotonii ies din tub sub forma unui fascicul ingust de lumina sau alt tip de radiatie electromagnetica - in functie de substanta utilizata pentru a produce fotonii.Spre deosebire de lumina normala, lumina de laser este coerenta. Aceasta inseamna ca toate undele luminoase oscileaza impreuna. Fasciculul de raze are numeroase intrebuintari: cicatrizarea tesuturilor in chirurgie, taierea otelului, ghidarea proiectilelor catre tinta si transmiterea unor semnale de comunicatie.