Proiect fizica-matematica

1
Proiect fizica-matematica

• Lumina
• Elev Francisc Sandor
• Prof. Lucia Gutu
• Prof. Simona Pop
• 
  

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 (12) 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
radiatie electromagnetica

• Lumina alba descompusa în culori cu ajutorul unei
  prisme transparente. Un fascicul de lumina alba
  intra în prisma din partea dreapta si dupa doua
  refractii iese prin partea stînga cu o orientare
  diferita, separat în culorile curcubeului.
• În aceasta fotografie se mai pot observa si cel
  putin doua reflexii.

6

• Ilustratia spectrului electromagneticparte 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 consta în descarcarea unei
  tensiuni de 23000 volti în gaz, în cazul de fata
  XENON, ceea ce duce la producerea luminii. Pentru
  aceasta este nevoie de un bec, format dintr-un
  bulb de sticla în care este închis gazul si doi
  electrozi din saruri metalice, de un ridicator de
  tensiune (balast) si un releu numit si
  controller. Lumina apare ca efect al coliziunii
  dintre electronii gazului Xenon si atomii de
  metal produs de descarcarea electrica, formând un
  arc electric. Practic se creaza astfel a patra
  stare de agregare a materiei Plasma. 

14

• De ce este importanta calitatea luminii?
• Deoarece salveaza vieti! Sistemele
  de iluminat tip xenon ofera conducatorilor auto o
  vizibilitate mai buna pe timp de noapte,
  îmbunatatind imaginea drumului si a unghiului de
  vedere. Ele joaca un rol foarte important în
  cresterea vizibilitatii ceea ce determina
  evitarea rapida a obstacolelor si reduce efortul
  depus de sofer pe timp de noapte. Astfel,
  condusul pe timpul noptii este mult mai usor,
  efortul depus pentru concentrare scade ca si
  efectul de ochi obositi, iar starea de somnolenta
  dispare. Sofatul în orice moment al zilei este o
  placere, iar acum si noaptea!
• Ce este Lumen (lm)? Lumen este
  unitatea de masura internationala a fluxului de
  lumina (cantitatea de lumina). De exemplu, o
  lumânare produce 12 lm iar un bec incandescent de
  60W produce 830 lm. Cu cât este mai mare numarul
  de lumeni, cu atât stralucirea este mai mare.

15

• Ce este Temperatura Culorii? Temperatura
  culorii este masurata în grade Kelvin (K) si
  indica gama culorii unei surse de lumina. Multe
  persoane considera ca daca indicele K este mai
  mare atunci lumina este mai puternica. Acest
  punct de vedere este fals. Adevarul este ca, cu
  cât K este mai mare, cu atât intensitatea
  luminoasa este mai slaba. Un exemplu perfect este
  urmatorul un corp de culoare neagra (un corp
  perfect radiant) este un obiect ideal care
  absoarbe toata energia, schimbarii culorii de la
  rosu prin galben la alb pe masura ce temperatura
  creste. Temperatura absoluta T (K) a unui corp de
  culoare neagra se refera la temperatura culorii
  si culoarea la un punct. În diagrama de mai jos
  este indicata culoarea unei surse de lumina.
  Corelarea cu temperatura culorii este facuta cu
  ideea generala de temperatura a culorii cu acele
  culori aflate în apropiere. Ca urmare, o sursa de
  lumina care are o diferenta de 0,01 în directia
  verde de la corpul negru care are o temperatura
  de 7000K este aratat ca are o corelare a
  temperaturii culorii de 7000K 0,01 (uv).

16
(No Transcript)
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!