La llum

La llum del Sol travessa uns $150$ milions de quilòmetres d'espai pràcticament buit fins a arribar a la Terra.

1. a) Necessita la llum un medi material per propagar-se?
2. b) Com s'anomenen les ones que, com la llum, poden viatjar pel buit?
3. c) Si una estrella llunyana explotés, què percebríem des de la Terra: la seva llum, el seu estampit o totes dues coses? Justifica-ho.

La velocitat de la llum en el buit és $c = 3\cdot10^{8}\ \text{m/s}$.

1. a) Quina distància recorre la llum en un segon? Expressa-la en metres i en quilòmetres.
2. b) La circumferència de la Terra fa uns $40\,000\ \text{km}$: quantes voltes al planeta podria fer la llum en un segon?

En travessar un prisma, la llum blanca del Sol es descompon en una banda de colors com la de l'arc de Sant Martí.

1. a) Anomena els colors d'aquesta banda per ordre.
2. b) Quines radiacions invisibles hi ha més enllà del vermell i més enllà del violeta? Posa un exemple d'aplicació de cadascuna.
3. c) Viatgen la llum vermella i la llum violeta a diferent velocitat en el buit?

La llum del Sol triga uns $8\ \text{min}$ i $20\ \text{s}$ a arribar a la Terra.

1. a) Expressa aquest temps en segons.
2. b) Calcula la distància entre el Sol i la Terra en quilòmetres, utilitzant $c = 3\cdot10^{5}\ \text{km/s}$, i expressa-la amb notació científica.

L'any llum és la distància que recorre la llum en un any: uns $9,5\cdot10^{12}\ \text{km}$. Proxima Centauri, l'estrella més propera al Sol, està a $4,2$ anys llum.

1. a) Calcula aquesta distància en quilòmetres, amb notació científica.
2. b) Quant de temps triga la llum de Proxima Centauri a arribar fins a nosaltres?

Un raig de llanterna incideix sobre el mirall del bany formant un angle de $30^\circ$ amb la normal, la línia perpendicular al mirall. La figura mostra el raig incident sobre el mirall.

1. a) Amb quin angle surt reflectit el raig, mesurat des de la normal?
2. b) Enuncia amb les teves paraules la llei de la reflexió.
3. c) Dibuixa al teu quadern el mirall, la normal, el raig incident i el raig reflectit, i indica els angles.

Pots fer-ho en paper i enviar una foto amb la teva resposta.

Un raig de llum incideix sobre un mirall pla formant un angle de $40^\circ$ amb la superfície del mirall. La figura mostra el raig incident sobre el mirall.

1. a) Quin angle forma el raig incident amb la normal?
2. b) Quin és l'angle de reflexió, mesurat des de la normal?
3. c) Dibuixa la situació al teu quadern i assenyala tots els angles.

Pots fer-ho en paper i enviar una foto amb la teva resposta.

La llum viatja per l'aigua a uns $225\,000\ \text{km/s}$, més a poc a poc que en l'aire, on va a uns $300\,000\ \text{km/s}$. La figura representa el canvi de direcció del raig en passar de l'aire a l'aigua.

1. a) Calcula quantes vegades és més ràpida la llum a l'aire que a l'aigua, amb un decimal.
2. b) En passar de l'aire a l'aigua, el raig de llum s'acosta a la normal: relaciona aquest canvi de direcció amb el canvi de velocitat i anomena el fenomen.
3. c) Explica amb això per què una palleta en un got d'aigua sembla doblegada.

Calcularem quants quilòmetres és un any llum.

1. a) Quants segons té un any de $365$ dies? Expressa-ho amb notació científica.
2. b) Multiplica aquest temps per la velocitat de la llum ($c = 3\cdot10^{8}\ \text{m/s}$) i dona la distància en metres i en quilòmetres.
3. c) L'estrella Vega està a uns $25$ anys llum: calcula aquesta distància en quilòmetres.

Betelgeuse, una estrella de la constel·lació d'Orió, està a uns $640$ anys llum i els astrònoms esperen que algun dia esclati com a supernova.

1. a) Si demà els telescopis observessin l'explosió, quan va passar en realitat? Què passava, aproximadament, en la història de la Terra en aquell moment?
2. b) Si l'explosió tingués lloc de debò avui, quan arribaria la notícia a la Terra?
3. c) Explica per què els astrònoms comparen observar objectes molt llunyans amb rebre una carta escrita fa molt de temps.