IDENTIFICAREA IN NATURA A FENOMENELOR DE PROPAGARE A LUMINII

1. IDENTIFICAREA IN NATURA A FENOMENELOR DE PROPAGARE A LUMINII

2. REFRACTIA ATMOSFERICA Refracţia atmosferică constă abaterea de la propagarea rectilinie a razelor de lumină la trecerea prin straturile atmosferei cu indici de refracţie diferiţi. Variaţia indicilor de refracţie  se datorează variaţiei densităţii aerului, variaţie ce depinde de altitudine, de temperatură, de presiune şi umiditate. Efectul refracţiei atmosferice constă în curbarea razelor de lumină. Refracţia atmosferică ce se produce în apropiere de sol pentru raze ce provin de la obiecte terestre se numeşte refracţie terestră. Ea produce miraje şi poate face obiectele depărtate să pară că sclipesc sau  că se unduiesc.         Refracţia atmosferică a razelor de lumină ce provin de la corpuri cereşti se numeşte refracţie astronomică. Refracţia astronomică face ca obiectele astronomice să pară mai îndepărtate decât sunt în realitate. Afectează nu numai razele de lumină, ci toate radiaţiile electromagnetice, dar în proporţii diferite. 

3. CURCUBEUL Unul dintre fenomenele cele mai frumoase produs de razele de lumină este curcubeul, despre care toată lumea știe că se formează numai pe timp de ploaie, când soarele nu este prea sus fată de orizont. Curcubeul apare in partea opusă celei unde se găsește soarele si se formează pe fondul de culori gri al norilor din care plouă. Curcubeul apare ca un arc, sau chiar mai multe, colorat foarte viu in culorile spectrului care se succed din interiorul spre exteriorul arcului, astfel: violet-indigo-albastru-verde-galben-portocaliu-rosu. Mecanismul producerii lui este următorul: Raza de soare intrând in picătura de apă se refractă si se descompune in cele 7 radiații colorate, (care combinate dau împreună lumina albă). Aceste 7 radiații se reflectă in interiorul picăturii de apă si ies afară prin cealaltă jumătate a picăturii. Când ies din picătură se refractă din nou, pentru că aerul e mai puțin dens decât picătura de apă. Razele solare intră albe in picătura de apă si ies descompuse in 7 radiații colorate, dând ochiului impresia unei irizații.

4. Cum sa gasesti un curcubeu Depistarea unui curcubeu poate fi o pura întâmplare, dar a stii unde sa-l cauti îti poate spori sansele de a avea un spectru vizual mai larg. DIN AVION: Un loc langa fereasta în timpul zborului cu avionul îti va permite excelente ocazii de a depista curcubee circulare, care apar atunci când avionul trece între nori cumulus, în timp ce soarele se afla în spatele privitorului. Curcubeele circulare (dar si alte tipuri) se pot vedea de asemenea de la mare înaltime. Cauta unul când urci pe munte. ÎN PICATURILE ÎMPRASTIATE DE O CASCADA: Cascadele, apa oceanului, jetul furtunului cu care stropesti gradina si alte surse de stropi produc curcubee superficiale sau nu. Când stropesti gradina cu un furtun, iar soarele se afla în spatele Dvs. tinând spritul furtunului în diverse unghiuri, în cele din urma veti zari în aburul format de stropi, un curcubeu, sau mai multe concomitent, numite arcuri supranumerare. ÎN ROUA DIMINETII: În pânzele de paienjeni, poiene, pîlcuri de arbori, gradini ornamentale, iarba, pasuni sau în alte locuri unde se aduna stropi de roua, se strâng adesea si fragmente stralucitoare ce au spectrul de culori al curcubeului si se poate observa dis de dimineata. PESTE LACURI SI HELESTEE: Luciu întins de ape linistite sporeste intensitatea curcubeelor existente, creând „curcubee de reflexie” cu cele mai stralucitoare tonuri. Asemenea unei oglinzi, suprafata apei reflecta lumina din curcubeu înapoi în cer, intensificând culoarea pe care o priviti ÎNTR-O PICATURA DE APA: O singura picatura de apa ce staluceste pe o frunza poate produce un minuscul dar accesibil spectru de culori. Stând cu spatele la soare tine frunza cam la un inci departare de ochi, miscând-o pâna gasesti unghiul precis al curcubeului care va transfora lumina alba a soatrelui în culorile spectrului

7. MIRAJUL Mirajul (sau Fata Morgana) este un fenomen optic datorat devierii razelor de lumină la trecerea printr-un mediu neomogen, în particular prin straturi de aer aflate la temperaturi diferite. Refracția aerului mai explică un fenomen interesant, foarte obișnuit in țările calde, care se întâlneşte si la noi in Bărăgan si mai rar pe platourile muntoase: mirajul. În zilele calde, când solul este încins puternic, observăm imaginea unui copac din depărtare sau a unei stânci răsturnate, așa cum apare imaginea unui copac sau a unei stânci in oglinda unui lac. In acest caz, din cauza încălzirii puternice a aerului in contact cu solul, se creează mai multe straturi de aer, care sunt cu atât mai puțin dense cu cat sunt mai aproape de sol.    Miraj inversat In zilele calde de primăvară se observă, in preajma lacurilor alpine din masivul Făgăraș sau Retezat, că ghețarii de pe lac plutesc în aer. Acest fenomen impresionant este tot un efect de miraj, care se produce invers, pentru că păturile de aer au o densitate mai mare cu cat sunt mai apropiate de solul rece si înghețat. Razele de lumină care pornesc de la ghețarul plutitor pe lac fac o curbă cu concavitate in sus si turistul vede ghețarul in prelungirea razelor reflectate. Mărirea obiectelor sau deformarea lor este tot un miraj care se observă in zilele calde de iarnă sau primăvară, când solul e înghețat si rece si când straturile de aer sunt mai dense cu cat sunt mai apropiate de sol. Razele de lumină, ce pornesc de la un brad situat pe o stancă, sunt refractate de aerul din ce in ce mai dens; turistul vede bradul in prelungirea ultimului segment refractat si bradul apare mult mai sus si mai mare.

8. ILUZII OPTICE Iluzia optică(sau iluzia vizuală) reprezintă perceperea unei imagini care conduce la o estimare eronată a realităţii. Iluziile optice sunt studiate de psihologia percepţiei. Numite si miraje vizuale, aceste iluzii optice sunt erori in percepția ochiului uman. Prin convenţie, acestea reprezintă, de obicei, perceperea unei imagini care conduce la o estimare eronată a realităţii. Aceste miraje nu sunt datorate unor defecte de vedere a unei persoane sau unui grup restrâns de persoane, ci sunt valabile pentru orice persoană, fiind datorate modului de construcţie şi funcţionare a sistemului vizual ce poate fi înşelat foarte ușor. ILUZII FIZIOLOGICE Acestea sunt un fel de imagini remanente datorate unor puternice, contrastante alternanţe de luminozitate, de culoare, de mişcare etc. care produc o puternică stimulare a zonei optice cerebrale. Iluzia lui Ernst Mach: De remarcat modul cum sunt percepute cele două benzi de lângă zona centrală ILUZII COGNITIVE Acestea apar la interacţiunea diverselor idei predefinite privind lumea exterioară şi care conduc la aşa-numita "deducţie inconştientă". Sunt cele mai interesante şi mai bine cunoscute. Nu au o cauză fiziologică, acţionează la nivelul interpretării vizuale, al ipotezelor preconcepute. Au fost studiate în secolul al XIX-lea de către Hermann Helmholtz. Iluzia grilajului sau a lui Hermann: La intersecţii parcă apar pete negre

11. Iluziile cognitive se împart în: Iluzii de ambiguitate: Imaginile obiectelor suferă schimbări semnificative de aspect. Putem admite mai multe interpretări ale imaginii: "cubul lui Necker", "vaza lui Rubin"

12. Iluzii de distorsionare: "peretele de cafenea", "iluzia Müller-Lyer".

13. Iluzii paradoxale: "triunghiul Penrose", "scările imposibile", "cascada". Iluzii fictive: produse de halucinaţii.

14. UMBRA Umbra este una dintre cele mai banale manifestări ale propagării rectilinii aluminii. Modelul razei de lumină se aplică perfect în acest caz. O imagineartistică a efectelor de propagare a luminii este prezentată în figura. Fenomene de propagare 1- Zona în care lumina cade pe ecranneobturată de nimic 2- Zona de umbră determinată de paravanul P 3- Zona de lumină atenuată, determinată detrecerea luminii prin cuva cu apă C 4 şi 5- Zona de umbră determinată deparavan, dar modificată ca poziţie din cauzarefracţiei la intrarea în cuva cu apă. Umbra se poate explica perfect pe baza modelului razei de lumină. Dacă sursade lumină nu este punctiformă ci extinsă, pe lângă umbră se va mai forma ozonă de intensitate intermediară denumită penumbră.

15. UMBRA IN ASTRONOMIE Umbra a jucat un rol fundamental în înţelegerea multor fenomene naturale. Cele mai vechi observate şi mai interesante vor fi doar enumerate mai jos. Imaginilesunt suficient de grăitoare. Porţiune din glob în care se vedeclar linia de despărţire dintre zi şinoapte. Europa este cu luminile aprinse. Globul pământesc văzut dinspaţiu atunci când este completluminat de Soare

16. UMBRA IN ARTA. Arta ca mijloc de prezentare a realităţii prin prisma artistului valorifică din plinluminile şi umbrele. În imaginile care urmează se dau exemple ale utilizăriiumbrelor şi luminilor pentru a scoate în evidenţă formele. Când umbra produce imagini (iluzie optica) Umbra în sculptură,conturează formele spaţiale Eclipsele de Lună sau de Soare sunt dovezi astronomice ale umbrei pe carePământul o lasă asupra Lunii sau Luna asupra Pământului.

17. Figurile de mai jos sunt absolut edificatoare pentru succesiunea zi – noapte aşa cum este ea văzută din sateliţi. Suprafaţa Lunii, plină de cratere Suprafaţa Lunii Umbra a permis observarea detaliilor de pe Lună, aşa cum a văzut pentru primaoară Galileo Galilei atunci când a folosit luneta construită de el. Aceste umbrepermit determinarea înălţimii munţilor sau a circurilor de pe lună.

18. FAZELE LUNII Fazele Lunii sau ale planetei Venus sunt exemple ale umbrei care ne face să nuputem vedea zona neluminată a aştrilor Fazele Lunii, rezultat al umbrei Eclipsele de Lună sau de Soare sunt dovezi astronomice ale umbrei pe carePământul o lasă asupra Lunii sau Luna asupra Pământului.