2. LUMINA
• Este o radiatie electromagnetica transversala si in acelasi timp un ansamblu de fotoni. Efectele fiziologice
luminoase sunt produse de componenta electrica din unda electromagnetica luminoasa.
• Spectrul vizibil este cuprins între (400 – 750) nm.
• - Culoarea înseamnă frecvenţă
• - Lungimile de undă ale diverselor culori componente sunt:
• Roşu: 620 – 750 nm
• Orange: 600 – 620 nm
• Galben: 570 – 600 nm
• Verde: 490 – 570 nm
• Albastru: 450 – 490 nm
• Indigo: 435 – 450 nm
• Violet: 400 – 435 nm
3. Intr-un mediu optic omogen si izotrop lumina se propaga in linie dreapta
Viteza luminii in vid este:
c = 300.000 km/s = 3.108 m/s
Intr-un mediu oarecare v = c/n, unde n este indicele de refractie al mediului respectiv.
6. VEDEREA CROMATICA
• Pe retina se gasesc miliarde de celule fotoreceptoare, care sunt de doua tipuri:
• - celule cu bastonase – sensibile la intensitatea luminii si mult mai numeroase;
• - celule cu conuri – sensibile la culoare, mai putine si mai greu de sensibilizat.
• Exista trei tipuri de conuri, sensibile la culorile rosu, verde, albastru (vederea umana este tricromatica).
• Culorile fundamentale, de baza sau primare sunt deci: ROSU – VERDE – ALBASTRU
7. AMESTECUL CULORILOR
• AMESTECUL ADITIV AL CULORILOR
• Rosu + Albastru = Magenta (Purpuriu)
• Albastru + Verde = Cyan (Turcoaz)
• Verde + Rosu = Galben
• Rosu + Albastru + Verde = Alb
AMESTECUL SUBSTRACTIV AL CULORILOR
• Rosu + Albastru = Galben - Portocaliu
• Albastru + Verde = Albastru - verzui
• Verde + Rosu = Violet
• Rosu + Albastru + Verde = Negru
• Orice culoare reprezinta un amestec al culorilor
de baza in anumite proportii precizate:
C = rR + vV + aA
8. DE CE…
• De ce corpurile care stralucesc isi schimba culoarea?
• Mai multe indicii despre ce este lumina – si despre ceea ce nu este – se gasesc in cealalta mare schimbare
de paradigma din fizica moderna, teoria cuantica. Ca si in cazul relativitatii, anomalia care a declansat
aceasta schimbare viza lumina.
• Atunci cand cresti temperatura unei bare de metal, ea capata o stralucire de un rosu plat. Pe masura ce se
încalzeste mai tare, culoarea se intensifica si se schimba din rosu in portocaliu, apoi în alb si in final capata o
nuanta albastruie. De ce se intampla asta?
• Conform fizicii clasice, toate corpurile care stralucesc ar trebui sa radieze aceeasi culoare, indiferent de
temperatura.
• In 1900, fizicianul german Max Planck si-a dat seama ca ar putea explica aceste schimbari de culoare daca
energia nu ar fi radiata intr-un flux lin si continuu, asa cum se presupunea inainte, ci ar veni in pachete
discrete sau cuante (din latinescul quantum, insemnand „cantitate”). El a sustinut ca orice schimb de
energie, fie ca e un electron dintr-un atom care-si schimba orbita, fie ca e incalzirea pielii la expunerea la
soare, consta dintr-un numar de cuante intregi. Schimbul de energie poate sa includa 1, 2, 5 sau 117 cuante;
dar nu jumatate de cuantum sau 3,6 cuante. Atunci cand Planck a aplicat aceasta constrangere la lumina
radiata de un obiect care straluceşte, a descoperit ca duce precis la schimbarile de culoare observate.
9. LUMINA E FORMATA DIN PACHETE DE ENERGIE
• Cinci ani mai tarziu, in acelasi an in care a publicat teoria sa de relativitate speciala, Einstein a ajuns la o
concluzie similara. El explora efectul fotoelectric nou-descoperit, in care lumina care straluceste pe un metal
poate declansa eliberarea de electroni. Singurul mod prin care putea explica rata la care apareau electronii
a fost sa presupuna ca lumina este transmisa ca un rau de particule sau de fotoni. Fiecare dintre acesti
fotoni era echivalent cu o cuanta de-a lui Planck sau pachete de energie.
• Un cuantum poate fi cel mai mic pachet de energie care poate fi transmis, dar energia continuta de un
cuantum variaza considerabil. Un foton de raze gama, spre exemplu, inglobeaza energie de miliarde de ori
mai mare decat un foton infrarosu. Acesta este motivul pentru care sunt atat de periculoase razele gama,
razele X si chiar lumina ultravioleta, intr-o anumita masura. Atunci cand acesti fotoni se intalnesc cu corpul
uman, energia eliberata poate sa distruga moleculele unei celule. Pe de alta parte, atunci cand un foton
infrarosu este absorbit de catre corp, energia eliberata este mult mai mica; tot ce face este sa provoace
vibratia moleculelor incalzindu-te putin.
10. SURSE DE LUMINA
• Difera in functie de cum distribuie energia particulelor incarcate (electroni) ale caror miscare produc lumina. Daca
energia vine de la caldura atunci sursa se numeste incandescenta. Daca energia energia provine din alta sursa
chimica sau electrica, sursa se numeste luminescenta.
• Sursa Incandescenta. La sursa incandescenta atomii se ciocnesc unii cu altii. Aceste coliziuni transfera energie
spre electroni impingandu-i pe acestia spre nivele superioare. Cand electronii elibereaza aceasta energie, ei emit
fotoni. Unele coliziuni sunt mai puternice iar altele mai putin puternice astfel sunt elminati fotoni de energie
diferita. Lumina lumanarii este incandescenta si rezulta din excitarea atomilor de funingine in flacara incinsa.
Lumina dintr-un bec incandescent provine din excitarea atomilor dintr-un fir subtire numit filament care este
incalzit de curentul ce trece prin el. Aproape 75% din radiatiile ce provin de la lumina incandescenta a unui bec
sunt infrarosii. Oamenii de stiinta au invatat despre proprietatile luminii incandescente reale si le-au comparat cu o
incandescenta teoretica numita „Black Body”. Un „Black Body” este o sursa ideala de lumina incandescenta cu
o emisie a spectrului ce nu depinde din ce material provine lumina, ci numai de temperatura acestuia.
• Sursa Luminescenta absoarbe energie din alta sursa decat caldura, si este de obicei mai rece decat sursa
incandescenta. Culoarea unei surse luminescente nu este raportata la temperatura sa. O lumina fluorescenta este
un tip de lumina luminescenta care face uz de un element chimic numit fosfor. Tuburile fluorescente sunt umplute
cu vapori de mercur si amestecate cu fosfor. Cand electricitatea trece prin tub vaporii de mercur se excita si emit
lumina abastra, verde, violeta si ultravioleta. Componentele cu fosfor sunt folosite in convertirea energiei
elecronilor in lumina la tuburile cinescopice ale televozoarelor. Razele electronilor din tub se ciocnesc cu atomii de
fosfor in mici puncte pe ecran, excitand electronii din atomul de fosfor spre nivele mai inalte de energie. Cand
electronii se intorc la nivelul originar de energie ei emit lumina vizibila. Lumina de la toti electronii de fosfor
creeaza imaginea. Daca intarzierea dintre absortia si emisia de energie este mai mare decat 1 secunda atunci
sursa se numeste fosforescenta. Materialele fosforescente pot lumina intunericul cateva minute daca au fost
expuse la soare.
11. AURORA
• Aurora boreala si aurora australiana (ce apar in cerul noptii a
latitudini mari) sunt surse luminescente. Electronii, din vantul
solar ce se indeparteaza de soare, sunt atrasi de campul
gravitational al pamantului si sunt aruncati in atmosfera
superioara aproape de polul nord si sud. Aici ei se ciocnesc cu
moleculele si asta produce lumina in cerul noptii.
• Chimioluminescenta ete procedeul prin care o reactie chimica
produce molecule cu electroni ce au un nivel ridicat al energiei
si pot radia lumina. Culoarea luminii depinde de reactia chimica.
Cand chimioluminescenta apare la plane sau animale se
numeste bioluminescenta.
12. LASER-UL
• Un laser este un tip special de lumina produsa de unde foarte regulate care permit luminii sa fie
foarte atent concentrata. Sursele LASER au atomi ai caror electroni radiaza pe rand sau sincronizat.
Laserele au multiple aplicatii in madicina, cercetari stiintifice, tehnologie militara si comunicatii. Ele
ofera o foarte si controlabila sursa de energie care poate fi folosita in rezolvarea celor mai
complicate actiuni. Lumina LASER poate fi folosita la gaurirea diamantelor si in fabricarea de
componente microelectronica. Precizia LASER-ului ii ajuta pe doctori sa faca operatii fara a vatama
tesutul epiderial. LASER-ele sunt foarte folositoare si in comunicatii pentru ca lumina LASER-ului
poate transporta o cantitate insemnata de informatie si sa calatoreasca pe distante mari fara a-si
pierde tinta.
