OPTICA

Optica a devenit prezenta pretutindeni in zilele noastre, chiar daca deseori trecem cu vederea acest fapt. Pe langa aplicatiile evidente (aparate foto, ochelari de vedere sau de soare, lentile de contact, telescoape si microscoape) principiile opticii se aplica si la CD-playere ori DVD-playere, in domeniul telecomunicatiilor, la mousurile optice, la fibra optica, in tehnologia medicala, la celulele fotovoltaice, diode si in multe alte cazuri. Optica este partea din fizica care se ocupa cu studiul proprietatilor si comportamentului luminii, precum si ramura tehnologica ce se ocupa cu fabricarea de instrumente ce detecteaza, folosesc si modifica lumina.

Cateva dintre fenomenele opticii sunt reflexia, refractia, dispersia si difractia.

Reflexia este fenomenul prin care lumina este respinsa, in totalitate sau in parte, atunci cand intalneste un mediu diferit. Ea poate fi de doua feluri: reflexie speculara, atunci cand lumina este reflectata simetric (cum este cazul suprafetelor lucioase) si reflexie difuza, atunci cand lumina este reflectata in toate directiile, aleator (o suprafata mata). Oglinda produce o reflexie speculara, o piatra produce o reflexie difuza.

Refractia apare atunci cand lumina isi schimba directia la intrarea in alt mediu, datorita faptului ca i se schimba viteza. Refractia se observa usor daca privim un pai intr-un pahar de apa. Paiul va aparea indoit, cu linia de indoitura la suprafata apei. Lumina se refracta in apa datorita faptului că viteza ei in apa este mai mica decat viteza in aer. Curcubeul este rezultatul refractiei luminii in interiorul picaturilor de apa din atmosfera si a dispersiei acesteia la iesire, iar culorile lui se datoreaza faptului ca lumina este compusa din mai multe lungimi de unda care sunt refractate mod diferit.

Dispersia este un fenomen derivat din refractie si consta in despartirea luminii albe in culorile ei componente (rosu, portocaliu, galben, verde, albastru, indigo si violet) atunci cand intra intr-o lentila sau alte medii specifice si se datoreaza diferentelor dintre lungimile de unda ale acestor culori. Cu cât o culoare are o lungime de unda mai mica (si o frecventa mai mare), cu atat aceasta va fi refractata mai mult. Refractia si dispersia luminii sunt si motivul pentru care cerul pare albastru. Culorile cu lungimi de unda mai mici (violet, indigo si albastru) sunt refractate si dispersate mai mult decât celelalte culori ale spectrului. Aceasta refractie si dispersie apare în moleculele de aer din atmosfera si imprastie lungimile de undă mai mici de la o molecula la alta in timp ce culorile cu lungimi de unda mai mari sunt imprastiate mai putin, traseul lor fiind mai drept in lipsa unei refractii pronuntate. Astfel, in orice directie ne-am uita, cerul pare albastru (nu pare violet asa cum ar trebui de fapt pentru ca ochiul uman este mult mai receptiv la culoarea albastra decat la violet).

Difractie inseamna imprastierea undelor (luminoase, sonore, radio etc.) atunci cand intalnesc un obstacol sau cand trec printr-un orificiu. Difractia este cu mult diminuata daca obiectul sau orificiul sunt mai mari decat lungimea undei respective. De exemplu, daca cineva vorbeste iar cel care asculta se aseaza dupa un copac, acesta din urma nu va avea probleme in a auzi ce spune primul deoarece undele sonore sunt mai lungi decat diametrul unui trunchi de copac obisnuit. Pe de alta parte, lumina nu va trece la fel de usor de trunchiul unui copac deoarece lungimea sa de unda este cu mult mai mica (umbra se datoreaza difractiei foarte scazute a luminii atunci cand intalneste obiecte macroscopice). Difractia este intr-un sens opusul relexiei. Microscopul (ca si telescopul de altfel) functioneaza datorita reflexiei luminii; exista insa o limita pana la care poate functiona si nu este o limita data de puterea lentilelor ci o limita a opticii. Microscopul optic ne este util doar daca obiectul observat are dimensiunile egale sau mai mari cu lungimea de unda a luminii folosite. Daca obiectul este mai mic undele luminoase pur si simplu il vor ocoli, nereflectandu-se suficient de multe unde inapoi catre privitor pentru a putea fi observat.