¡Mira hacia el cielo lluvioso! ¿Que ves? Bueno, si está lloviendo y el sol está brillando una vez más, es probable que veas un arcoíris. Siempre es una vista encantadora, ¿no? Pero, ¿por qué después de una tormenta, el aire parece captar la luz de la manera correcta para producir este magnífico fenómeno natural? Al igual que las estrellas, las galaxias y el vuelo de un abejorro, una física complicada subyace en este hermoso acto de la naturaleza. Para empezar, este efecto, donde la luz se divide en el espectro visible de colores, se conoce como la dispersión de la luz. Otro nombre para ello es el efecto prismático, ya que el efecto es el mismo que si se mirara la luz a través de un prisma.
En pocas palabras, la luz se transmite en varias frecuencias o longitudes de onda diferentes. Lo que conocemos como "color" es en realidad las longitudes de onda visibles de la luz, que viajan a diferentes velocidades a través de diferentes medios. En otras palabras, la luz se mueve a una velocidad diferente a través del vacío del espacio que a través del aire, el agua, el vidrio o el cristal. Y cuando entra en contacto con un medio diferente, las diferentes longitudes de onda de color se refractan en diferentes ángulos. Las frecuencias que viajan más rápido se refractan en un ángulo más bajo, mientras que las que viajan más despacio se refractan en un ángulo más agudo. En otras palabras, se dispersan en función de su frecuencia y longitud de onda, así como del índice de refracción de los materiales (es decir, cuán bruscamente refracta la luz).
El efecto general de esto (diferentes frecuencias de luz que se refractan en diferentes ángulos a medida que pasan a través de un medio) es que aparecen a simple vista como un espectro de color. En el caso del arco iris, esto ocurre como resultado de la luz que pasa a través del aire saturado de agua. La luz solar a menudo se conoce como "luz blanca", ya que es una combinación de todos los colores visibles. Sin embargo, cuando la luz incide en las moléculas de agua, que tienen un índice de refracción más fuerte que el aire, se dispersa en el espectro visible, creando así la ilusión de un arco coloreado en el cielo.
Ahora considere un cristal de ventana y un prisma. Cuando la luz pasa a través del vidrio que tiene lados paralelos, la luz volverá en la misma dirección en que ingresó al material. Pero si el material tiene forma de prisma, los ángulos de cada color se exagerarán y los colores se mostrarán como un espectro de luz. Rojo, ya que tiene la longitud de onda más larga (700 nanómetros) aparece en la parte superior del espectro, siendo el menos refractado. Le sigue poco después naranja, amarillo, verde, azul, índigo y violeta (o ROY G. GIV, como a algunos les gusta decir). Cabe señalar que estos colores no aparecen como perfectamente distintos, sino que se mezclan en los bordes. Solo a través de la experimentación y la medición en curso, los científicos pudieron determinar los colores distintos y sus frecuencias / longitudes de onda particulares.
Hemos escrito muchos artículos sobre dispersión de luz para la revista Space. Aquí hay un artículo sobre el telescopio refractor, y aquí hay un artículo sobre luz visible.
Si desea obtener más información sobre la dispersión de la luz, consulte estos artículos:
dispersión de luz por prismas
Preguntas y respuestas: dispersión de la luz
También hemos grabado un episodio de Astronomy Cast sobre el telescopio espacial Hubble. Escucha aquí, Episodio 88: El telescopio espacial Hubble.
Fuentes:
http://en.wikipedia.org/wiki/Refractive_index
http://en.wikipedia.org/wiki/Dispersion_%28optics%29
http://www.physicsclassroom.com/class/refrn/u14l4a.cfm
http://www.phy.ntnu.edu.tw/ntnujava/index.php?topic=415.0
http://www.school-for-champions.com/science/light_dispersion.htm
