Producerea Luminii Monocromatice

1. De unde vine lumina?

Corpurile cosmice emit radiatii electromagnetice.Practic singurele informatii pe care le primim de la stele si alte corpuri cosmice ajung la noi o data cu radiatia pe care acestea o emit. Ceea ce percepem noi ca lumina este o mica parte din spectrul electromagnetic. Alte surse de lumina, înafara de Soare si de stele sunt filamentele încalzite ale becurilor, flacarile, tuburile de descarcare în gaz.

Aici, pe Terra, primim toata energia de care avem nevoie, în principal lumina si caldura de la Soare. Ea este esentiala pentru viata de pe aceasta planeta. Soarele trimite spre Pamânt 180.000 terawati energie, în fiecare secunda.Spre comparatie, în acord cu statisticile efectuate de ONU, omenirii îi sunt necesari 13 terawati per secunda pentru sustinerea activitatii din industrie, transporturi, agricultura si a activitatilor casnice. Lumina soarelui contine energia necesara plantelor pentru a creste. Plantele transforma energia solara, într-o forma chimica prin procesul de fotosinteza. Petrolul, carbunele si gazelle naturale, sunt resturi de plante care au trait cu milioane de ani în urma. Energia din acesti combustibili, eliberabila prin ardere, este energie chimica în care a fost convertita lumina soarelui. De cele mai multe ori noi utilizam sursele poluante precum carbunii, petrolul, gazele naturale pentru a ne acoperi necesarul de energie. Energia furnizata acum de catre aceste surse are pret mare, este epuizabila, polueaza planeta si genereaza conflicte între detinatorii sai.

2. Ce este lumina?

Ceea ce numim lumina alba (precum cea emisa de Soare si de becul cu incandescenta) reprezinta de fapt un amestec al culorilor curcubeului: rosu, oranj, galben, verde, albastru, indigo, violet.

Energia solara oferita cu generozitate, este de înalta calitate putând fi transformata eficient în caldura, electricitate, energie chimica. Este nepoluant, etern (pentru urmatoarele câteva miliarde de ani) si gratis pentru toata lumea.

Prismele optice au proprietatea de a descompune lumina alba în culorile curcubeului,prin fenomenul numit dispersia luminii

Ati admirat cu siguranta curcubeul, alt fenomen natural de dispersie a luminii, unde rolul prismei este preluat de picaturile de apa existente în atmosfera dupa ce a plouat si apare soarele.

Apropiati degetele aratator si mijlociu de la mâna dreapta la o distanta suficient de mica astfel încât sa puteti sa priviti prin spatiul creat spre o sursa de lumina!

Veti observa linii întunecate care urmeaza conturul degetelor, alternând cu zone luminoase. Sunt franje de difractie. Ele sunt asemanatoare cu cele care însotesc conturul lamei din figura 2. 4.

Priviti spre un bec aprins sau spre flacara unei lumânari prin intermediul unei bucati de perdea sau de tifon.

Veti observa inizatii colorate asemanatoare cu cele din figura 2.5!

Este fenomenul de difractie a luminii care consta în ocolirea aparenta a obstacolelor cu dimensiuni comparabile cu lungimea de unda si apoi suprapunerea undelor secundare. Suprapunerea undelor secundare genereaza ceea ce numim franje de difractie. Forma si distributia lor este guvernata de modul în care intensitatea luminoasa în punctele de pe ecran depinde de unghiul sub care lumina paraseste reteaua (unghiul de difractie). Aspectul franjelor se modifica si în functie de culoarea radiatiei care ocoleste obstacolele. Figura 2.2– Curcubeul

Figura 2.3 – Descompunerea luminii albe în prisma optica

Figura 2.4 Franje de difractie

Figura 2.5 Franje de difractie

Despre În încercarea sa de a perfectiona spectroscoapele secolului al XIX- lea, Fraunhofer a creat prima retea de difractie prin utilizarea unor fante paralele si echidistante. Practic, retelele de difractie se obtin si azi prin trasarea unor zgârieturi foarte fine, drepte, paralele si echidistante pe o placa dielectrica, transparenta. Atunci când un fascicul de lumina ajunge pe o retea de difractie, razele difractate de diferitele fante se suprapun în spatiul din spatele retelei si interfera. Acum se suprapun difractia luminii pe fiecare fanta si interferenta razelor venite de la toate fantele. Potrivit principiului lui Huygens fantele devin surse secundare de unde care interfera dupa ce parasesc reteaua ca în figura 2.6. Fasciculul incident este paralel.

Atunci când se lucreaza cu lumina alba se obtin franje multicolore asemanatoare celor din figura 6. Franja centrala numita maxim maximorum este alba si mai luminoasa decât celelalte franje care sunt monocromatice.

În cazul utilizarii radiatiei rosii emise de un laser, distributia intensitatii luminoase pe ecran este indicata în figura 2.7 Tot aici puteti observa aspectul franjelor de difractie.