Proiect fizica- matematica

1. Lumina Elev Francisc Sandor Prof. Lucia Gutu Prof. Simona Pop Proiect fizica-matematica

2. Ce este lumina? • Toate corpurile cosmice emit radiatie - fotoni. Fotonii gamma vin de la un univers violent. Un univers fierbinte este observat in raze X. Radiatia infrarosie este emisa de un univers cald (in infrarosul apropiat) si universul rece (infrarosul indepartat). • O parte din fotoni ajung la ochii nostri in mai putin de o miime de secunda (fulgere, meteori), altii in milioane de ani. • In microunde astronomii observa cea mai “batrana" lumina care vine de pe vremea cand Universul avea 300 000 de ani. La acel moment Universul a devenit transparent. • Din moment ce Universul (si lungimile de unda ale radiatiei) s-a marit de 10 000 de ori si pe parcursul celor 13 miliarde de ani, lumina s-a transformat in radiatie in microunde. Este asa-numita radiatie cosmica de fond. In cosmos exista 2 miliarde (2 x 109) de fotoni “relicve" pentru fiecare proton. Ei sunt de departe cei mai abundenti fotoni din univers.

3. Sa cunoastem mai mult… • Lumina (in general) este facuta din unde electromagnetice (radiatie). • Radiatia electromagnetica pe care o vedem este ceea ce mai spunem si lumina “vizibila". • Lumina este un flux de fotoni pachete oscilatoare de energie. • Mergand de la raze gamma, raze X, UV, lumina vizibila, IR la unde radio, radiatia electromagnetica este impartita in regiuni spectrale.

4. Spectrul Fraunhofer al luminii solare. Lungimile sunt in angstromi (Å). Linia C este linia H-alpha a hidrogenului. • Lungimile de unda sunt mai mari de 0,38 micrometri, (3800 Å lumina albastra) si mai mici de 0,76 micrometri (7600 Å lumina rosie) . Pentru un muzician, raportul (1:2) al acestor lungimi de unda limita (sau frecvente) este o octava. • Ochiul nostru percepe astfel o octava de oscilatii electromagnetice. Radiatia electromagnetica de 0,5 micrometri are culoarea verde. • O serie de 2000 de unde de lumina verde are 1 mm lungime. Unde sub 3800 Å pana la 900 Å reprezinta radiatia UV, iar unde de peste 7600 Å (pana la 0,1 mm) reprezinta radiatie IR.

5. Din punct de vedere fizic, lumina este o radiaţie electromagnetică • Lumină alba descompusă în culori cu ajutorul unei prisme transparente. Un fascicul de lumină albă intră în prismă din partea dreaptă şi după două refracţii iese prin partea stîngă cu o orientare diferită, separat în culorile curcubeului. • În această fotografie se mai pot observa şi cel putin două reflexii.

6. Ilustratia spectrului electromagnetic;parte a proiectului SVG-Projekts der Commons

7. Curcubeul,dispersia luminii solare in picaturile de ploaie • Radiatia unei singure lungimi de unda se numeste monocromatica. • Exemplul este linia H-alpha a hidrogenului. Lumina alba consta dintr-un numar enorm de diferite radiatii monocromatice. • Picaturile de ploaie imprastie lumina solara intr-un curcubeu , un spectru neclar. • Culoarea unei stele indica doar faptul ca este fierbinte (albastra) sau rece (rosie). • Spectrul detaliat al unei stele da informatii exacte nu numai asupra temperaturii sale, dar si asupra altor proprietati.

8. Pana la jumatatea secolului XX, lumina vizibila era singura sursa de informatii asupra Universului. • Astazi, telescoape cu detectori ingeniosi, plasati pe sateliti si misiuni spatiale, ne arata Universul in toate regiunile spectrale, de la raze gama la unde radio. • Ferestre catre Univers au fost deschise de la o octava la 92 octave. • Cele mai apropiate si cele mai indepartate surse vizibile cu ochiul liber: un meteor si Galaxia Andromeda (J. Kleperta, Ondrejov 1923) . Lumina de la meteor are o milisecunda. • Pe de alta parte, lumina a parasit Galaxia Andromeda acum 2 500 000 de ani.

9. Stiati ca … ? • Lumina monocromatica, lumina formata din radiatii de o singura lungime de unda; in domeniul vizibil este reprezentata de o singura culoare spectrala. • Lumina compusa, iumina care contine radiatii de mai multe lungimi de unda (ex. Lumina alba). • Lumina alba, lumina care contine toate radiatiile spectrului vizibil in astfeî de proportii, incit dau lumina mijlocie a zilei. • Lumina rece Lumina saraca in radiatii infrarosii. Spre deosebire de lampile cu incandescenta, lampile electrice cu descarcare emit lumina rece. • Lumina naturala, lumina caracterizata prin diversitatea directiilor de oscilatie (transversala) ale radiatiilor electromagnetice care o compun. • Lumina polarizata, lumina alcatuita din radiatii electromagnetice ale caror directii de oscilatie nu sint uniform distribuite in jurul directiei de propagare. • Lumina negativa, formatie luminoasa care apare la catodul unui tub cu descarcare electrica in gaze

10. Sursa importanta de lumina • Cea mai batrana lumina vine de cand Universul avea 300 000 de ani. In prezent are 13 000 milioane de ani. • Lungimea de unda a crescut de 10000 de ori. Puncte stralucitoare sunt embrioni ai galaxiilor. (WMAP) • Noi primim toata energia de care avem nevoie ca lumina vizibila de la steaua noastra Soarele. • Terra orbiteaza in jurul Soarelui in decurs de 1 an, dar Sistemul nostru solar este el insusi un "intreg", care orbiteaza in jurul Centrului Galactic in aproximativ 24.000 -26.000 de ani.

11. Este esentiala pentru toata viata de pe Pamant. • Energia totala oferita de Soare Pamantului in fiecare secunda este 180 000 terawati. • Prin comparatie: conform statisticilor UN, toata umanitatea consuma 13 terawati in industrie, trafic, acasa, in agricultura. • Noi folosim surse murdare (carbune, petrol, gaze naturale) pentru a acoperi nevoile noastre. • Aceste surse contin de asemenea si energie solara lumina solara acumulata prin protosinteza acum milioane de ani. • Ele sunt scumpe, epuizabile, polueaza planeta noastra si oameni lacomi poarta razboaie sa le procure.

12. Oare am uitat reactorul termonuclear perfect si sigur de pe cer? • Neglijam darul solar generos, care este de inalta calitate (= transformabil eficient in orice forma de energie, precum caldura, electricitatea, energia chimica). • Este absolut curat (fara poluare), etern (pentru urmatoarele 7 miliarde de ani), de multe ori depasind nevoile umanitatii, si este gratis pentru toata lumea.

13. Ce este HID XENON?HIGH INTENSITY DISCHARGE – este tehnologia ce constă în descărcarea unei tensiuni de 23000 volţi în gaz, în cazul de faţă XENON, ceea ce duce la producerea luminii. Pentru aceasta este nevoie de un bec, format dintr-un bulb de sticlă în care este închis gazul şi doi electrozi din săruri metalice, de un ridicător de tensiune (balast) şi un releu numit şi controller. Lumina apare ca efect al coliziunii dintre electronii gazului Xenon şi atomii de metal produs de descărcarea electrică, formând un arc electric. Practic se crează astfel a patra stare de agregare a materiei: Plasma. 

14. De ce este importantă calitatea luminii? Deoarece salvează vieţi! Sistemele de iluminat tip xenon oferă conducătorilor auto o vizibilitate mai bună pe timp de noapte, îmbunătăţind imaginea drumului şi a unghiului de vedere. Ele joacă un rol foarte important în creşterea vizibilităţii ceea ce determină evitarea rapidă a obstacolelor şi reduce efortul depus de şofer pe timp de noapte. Astfel, condusul pe timpul nopţii este mult mai uşor, efortul depus pentru concentrare scade ca şi efectul de ochi obosiţi, iar starea de somnolenţă dispare. Şofatul în orice moment al zilei este o plăcere, iar acum şi noaptea! • Ce este Lumen (lm)? Lumen este unitatea de măsură internaţională a fluxului de lumină (cantitatea de lumină). De exemplu, o lumânare produce 12 lm iar un bec incandescent de 60W produce 830 lm. Cu cât este mai mare numărul de lumeni, cu atât strălucirea este mai mare.

15. Ce este Temperatura Culorii?Temperatura culorii este măsurată în grade Kelvin (K) şi indică gama culorii unei surse de lumină. Multe persoane consideră că dacă indicele K este mai mare atunci lumina este mai puternică. Acest punct de vedere este fals. Adevărul este că, cu cât K este mai mare, cu atât intensitatea luminoasă este mai slabă. Un exemplu perfect este următorul: un corp de culoare neagră (un corp perfect radiant) este un obiect ideal care absoarbe toată energia, schimbării culorii de la roşu prin galben la alb pe măsură ce temperatura creşte. Temperatura absolută T (K) a unui corp de culoare neagră se referă la temperatura culorii şi culoarea la un punct. În diagrama de mai jos este indicată culoarea unei surse de lumină. Corelarea cu temperatura culorii este făcută cu ideea generală de temperatura a culorii cu acele culori aflate în apropiere. Ca urmare, o sursă de lumină care are o diferenţă de 0,01 în direcţia verde de la corpul negru care are o temperatură de 7000K este arătat că are o corelare a temperaturii culorii de 7000K + 0,01 (uv).

17. Efectele spectaculoase ale utilizarii fibrelor optice - o noua lume a creativitatii • Fibrele optice, fiind realizate conceptual cu o singura sursa de lumina si mai multe iesiri, reprezinta solutia ideala pentru solutii de iluminatul în mediul publicitar si comercial, în muzee si galerii de arta.În varianta de configuratie multipunct, iluminatul cu fibre optice scoate în evidenta, cu efecte foarte speciale, obiectul sau imaginea afisata. Cu ajutorul unei mari diversitati de lampi, în combinatie cu diversele corpuri de iluminat, proiectantul poate regla intensitatea luminoasa si coeficientul de redare a culorilor, pentru a produce o imagine perfecta, în marile magazine sau în muzee ale lumii.Avantaj: Fibrele optice filtreaza în procentaj foarte mare caldura emisa si radiatiile ultraviolete, furnizând o lumina rece cu continut redus de UV în momentul afisarii. Acest fapt protejeaza si ajuta la mentinerea în buna stare pe perioade mari de timp a obiectelor prezentate. Astfel, fie ca lumina este focalizata pe o vaza pretioasa din perioada dinastiei Ming sau pe un obiect dintr-o sala de consiliu, cu ajutorul fibrelor optice se obtine acelasi rezultat.

18. Va multumim!