Lumina și propagarea ei

Vezi un obiect numai când lumina de la el ajunge în ochii tăi. Corpurile care produc singure lumină se numesc corpuri luminoase sau surse de lumină: Soarele, flacăra unei lumânări, becul aprins, ecranul telefonului. Celelalte corpuri sunt doar iluminate: primesc lumină de la o sursă și o trimit în toate direcțiile. Cartea din fața ta și Luna sunt corpuri iluminate.

După felul în care se comportă față de lumină, corpurile sunt transparente (geamul curat, apa limpede, aerul), translucide (hârtia de calc, sticla mată) sau opace (lemnul, metalul, cartonul gros). Prin cele transparente vezi clar obiectele din spate; prin cele translucide trece lumină, dar contururile nu se disting; prin cele opace lumina nu trece.

Într-un mediu transparent și omogen, cum este aerul dintr-o cameră, lumina se propagă în linie dreaptă. Poți verifica: luminează cu o lanternă prin trei cartoane cu câte o gaură mică, aliniate; dacă muți un carton, lumina nu mai trece. Drumul luminii se desenează ca o rază de lumină, o dreaptă cu o săgeată în sensul propagării. Mai multe raze alcătuiesc un fascicul: paralel (razele Soarelui), divergent (razele pornesc dintr-un punct, de exemplu din becul unei veioze) sau convergent (razele se apropie într-un punct). Două fascicule care se încrucișează nu se influențează: după întâlnire, fiecare își continuă drumul.

Când lumina cade pe un corp, o parte este reflectată, o parte este absorbită (corpul o primește și se încălzește), iar la corpurile transparente o parte trece mai departe. În apa mării lumina se absoarbe treptat și slăbește cu adâncimea. De aceea o haină neagră, care absoarbe aproape toată lumina, se încălzește la Soare mai tare decât una albă, care o reflectă în cea mai mare parte.

Lumina albă a Soarelui este un amestec de lumini de culori diferite. Când trece printr-o prismă sau prin picăturile de ploaie, culorile se despart și apare spectrul sau curcubeul; fenomenul se numește dispersia luminii. Culoarea unui corp opac este culoarea luminii pe care o reflectă: frunza este verde pentru că reflectă lumina verde și absoarbe în mare parte celelalte culori; un corp alb le reflectă aproape pe toate, iar unul negru le absoarbe aproape pe toate. O frunză verde privită în lumină roșie pare aproape neagră, pentru că nu are ce să reflecte.

Lumina se propagă și prin vid, spre deosebire de sunet. De aceea vedem Soarele și stelele, dar nu le auzim. În vid, viteza luminii este $c=300000km/s$, cea mai mare viteză din natură. Din cauza vitezei ei enorme, vezi fulgerul imediat, iar tunetul îl auzi mai târziu: sunetul parcurge în aer doar $340m/s$.

Exemplu rezolvat. Distanța de la Soare la Pământ este $150000000\mathrm{km}$. În cât timp ajunge lumina Soarelui pe Pământ?

1. Lumina se propagă cu viteză constantă, așa că timpul este distanța împărțită la viteză: $t=d/c$.
2. Înlocuim valorile: $t=150000000\mathrm{km}/300000km/s=500\mathrm{s}$.
3. Transformăm în minute: $500\mathrm{s}=8\min 20\mathrm{s}$.

Lumina Soarelui ajunge la noi în 8 minute și 20 de secunde, deci Soarele îl vedem așa cum era cu acest interval în urmă.

Greșeli frecvente

• Greșit: a crede că vedem un obiect neluminos fără ca lumina să ajungă de la el la ochi.
  Corect: vedem un obiect neluminos doar dacă lumina de la o sursă se reflectă pe el și ajunge în ochi.
• Greșit: a socoti Luna o sursă de lumină.
  Corect: Luna este un corp iluminat; lumina ei este lumina Soarelui reflectată.
• Greșit: a trata raza desenată drept un fir fizic foarte subțire.
  Corect: raza este un model geometric care arată direcția de propagare.
• Greșit: a afirma că lumina are nevoie de aer pentru a traversa spațiul.
  Corect: lumina se propagă și prin vid, de exemplu de la Soare la Pământ.
• Greșit: a pune pe aceeași treaptă corpurile translucide și cele transparente.
  Corect: prin corpul transparent vezi clar obiectele din spate, iar prin cel translucid lumina trece, dar contururile se pierd.
• Greșit: a crede că un corp are culoarea luminii pe care o absoarbe.
  Corect: corpul apare de culoarea luminii pe care o reflectă; restul culorilor este absorbit.

Înainte și după