Nu poti inteLEge lucrurile pana cand nu stii sa le explici altora
Am ajuns la modelul e) sa se descrie fenomenul. Sa luam dispersia luminii ca fenomen, sa citim din manual lectia aceasta si sa extragem cu cuvintele noastre, adica sa povestim ce am inteles despre acest fenomen. Eu nu stiu ce mai scrie, acum, in manualele scolare, cum sunt acum manualele diferite pentru profiluri diferite de scolarizare, adica uman si real, etc, insa banuiesc ca dupa ce am citit lectia aceasta voi putea spune urmatorele:
pentru a observa fenomenul de dispersie pe care il sufera lumina naturala, adica lumina care vine de la Soare avem nevoie de un instrument numit spectroscop sau spectrograf, ori doar o prisma optica.
Prisma optica este un corp geometric care are trei fete principale separate prin trei muchii. O sectiune in prisma perpendiculara pe muchie se numeste sectiune principala si are forma unui triunghi isoscel. Laturile egale se numesc fetele prismei si cea de-a treia se numeste baza prismei optice. Unghiul dintre cele doua fete se numeste unghiul prinsmei si se notea cu A , iar unghiurile formate intre fiecare fata si baza sunt egale intre ele. Desenam in timp ce descriem prisma optica.
Partea esentiala a unui spectroscop este prisma optica.
Experimentul prin care observam fenomenul de dispersie a luminii necesita si o sursa de lumina naturala, lumina asemanatoare cu cea emisa de Soare , dar si un ecran pe care se „prinde” imaginea dupa dispersia luminii.
Astfel, o raza de lumina incidenta (stim ce este incidenta de la refractia luminii ) pe una din fetele prismei optice trece prin prisma, adica se refracta, apoi iese din prisma dupa ce se refracta pe a doua fata a prismei si se numeste raza emergenta. Pe ecranul aflat de partea razei emergente vedem imaginea curcubeului. Vedem o imagine de forma dreptunghiulara formata sin dungi/ benzi colorate si asezate in aceasta ordine , desus in jos : rosu, oranj, galben, verde, albastru, indigo si violet. De fapt, cand o raza de lumina naturala cade pe una din fetele prismei optice ea se descompune in componentele ei de frecvenete diferite si formeaza la iesirea din prisma un fascicul de lumina care se numeste spectrul lumii albe. Cu alte cuvinte, lumina care vine de la Soare si de la sursele artificiale de lumina este numita lumina alba si ea este compusa din sapte componente fundamentale ROGVAIV. Fenomenul de descompunere a luminii albe in culorile ei componente este numit dispersie, insa daca vom scrie legea a doua a refractiei pe prima fata a prismei, pentru raza rosie si pentru raza violet, acolo unde are loc o refractie, vom vedea ca exista o singura explicatie a producerii fenomenului, adica, sticla din care este formata prisma optica are, pentru fiecare radiatie componenta de frecventa diferita de a celorlalte, indicele de refractie diferit ( asta vedem si din faptul ca pentru acelasi unghi de incidenta sub care cade raza incidenta pe prisma, refractia se produce sub unghiuri diferite).
Ca sa inteleg mai bine definitia aceasta a dispersiei luminii, adica VARIATIA INDICELUI DE REFRACTIE AL UNUI MEDIU IN FUNCTIE DE FRECVENTA RADIATIEI CARE TRECE PRIN EL scriem legea refractiei pe prima fata
sin(i)/ sin (r) = n2/n1, unde (i)-unghiul de incidenta, (r) unghiul de refractie, n2 – indicele de refractie al mediului prismei si n1 – indicele de refractie al aerului.
Din experienta observam ca (i) – are o valoare fixa, n1- are deasemenea o anumita valoare, insa (r) constatam ca are valori diferite pentru fiecare culoare a luminii descompuse. Din relatia legii refractiei rezulta clar ca si n2 are valoare diferita pentru fiecare culoare a razei care trece prin prisma. Deci, indicele de refractie, o marime care caracterizeaza mediul transparent pentru lumina, este variabil, adica are pentru fiecare frecventa alta valoare, desi este acelasi mediu, sticla de exemplu. Intelegeti? De aceea dispersia luminii se defineste asa cum am scris cu majuscule. In termeni populari ii putem spune si descompunerea luminii in culorile ei componente cand cade pe suprafata unei prisme.
In natura acest fenomen se petrece pe picaturile minuscule de apa aflate in aer dupa ploaie, de obicei. De ce? Fiindca o picatura de apa din atmosfera are o forma asemanatoare cu o prisma (ea fiind alungita datorita gravitatiei).
Observatie : cand ma refer la radiatii monocromatice, adica de o singura culoare nu implic lungimea de unda a radiatiei ci frecventa. De ce? Din relatia
λ = vT = v/niu, unde lambda (λ -lungimea de unda, v – viteza radiatiei printr-un anumit mediu si v = c/n , iar n – indicele de refractie al mediului prin care trece radiatia (c= 300.000 km/s- viteza in vid ) , T – perioada si niu – frecventa radiatiei. Se stie ca frecventa radiatiei depinde doar de sursa care o produce, iar lungimea de unda depinde si de sursa si de mediu prin relatia lambda= v/niu (v depinde de mediu prin care trece radiatia, asa deci nu putem caracteriza o radiatie prin lungime de unda ci prin frecventa). Cand ne referim la radiatii prin lungimi de unda ne referim la cele care trec toate prin aer , adica prin acelasi mediu, adica undele electromagnetice care se clasifica, de obicei, in functie de lungimile de unda, insa ele se propaga toate prin aer si folosesc la tele si radiocomunicatii..
Dragii mei, cam asta inseamna sa intelegi un fenomen fizic, sa-l poti descrie si sa-l poti explica. Apoi urmeaza demonstratiile prin care se stabilesc relatii intre marimi caracteristice, dar asta am facut, deja, la modelul „sa se deduca/demonstreze. De fapt, aceasta operatie de descriere a fenomenului trebuie sa o stim face chiar inainte de modelul b), adica imediat dupa definitii.
Desigur ca nu toata lumea intelege dupa prima citire, atunci recitim lectia din carte si, eventual , daca avem posibilitatea, citim si din cartile de fizica de specialitate, acolo unde oamenii de stiinta au formulat tot ceea ce noi acum invatam si aplicam. Succes! Fizica este atat de minunata! Descoperiti minunatiile naturii invatand fizica cu toata implicarea mentala. Iata, eu doar cat am scris aici si am o stare de bine care ma bucura. Sursa foto