Fizică Optică
Exercitii rezolvate reflectia si refractia luminii clasa 10
Reflexia și refracția luminii sunt fenomene fundamentale în optică, studiate la clasa 10. Exercițiile combină legea reflexiei (unghiul de incidență egal cu unghiul de reflexie) și legea refracției Snell. Rezolvăm două probleme cu suprafețe plane și sferice.
Exercițiul 1: Reflexie și refracție pe o suprafață plană
- 1 Enunț O rază de lumină lovește o suprafață plană sticlă-aer sub unghiul de incidență de 45°. Indicele de refracție al sticlei este n = 1,5. Calculați unghiurile de reflexie și refracție.
- 2 Pasul 1: Unghiul de reflexie Conform legii reflexiei, unghiul de reflexie = unghiul de incidență = 45°.
- 3 Pasul 2: Aplicați legea Snell pentru refracție Din sticlă în aer: n₁ sin θ₁ = n₂ sin θ₂, cu n₁ = 1,5, θ₁ = 45°, n₂ = 1. sin θ₂ = (1,5 × sin 45°) / 1 = 1,5 × 0,707 ≈ 1,06.
- 4 Pasul 3: Interpretați rezultatul sin θ₂ > 1, deci refracția este imposibilă – are loc reflexie totală internă.
Exercițiul 2: Lentilă plan-convexă
- Enunț O lentilă plan-convexă din sticlă (n = 1,5) are raza de curbură R = 20 cm. Calculați distanța focală f în aer.
- Formula lentilelor subțiri 1/f = (n - 1)(1/R₁ - 1/R₂), cu R₁ = R (suprafața convexă) și R₂ = ∞ (suprafața plană).
- Calculați f 1/f = (1,5 - 1)(1/0,2 - 1/∞) = 0,5 × 5 = 2,5. f = 1/2,5 = 0,4 m = 40 cm.
În exerciții, identificați întotdeauna mediile și ordinea lor pentru a aplica corect legile.