La luz visible se compone de una mezcla de frecuencias de luz. Lo que vemos como luz blanca incluye todos los colores del arco iris, desde el violeta de alta frecuencia al rojo de baja frecuencia. Cuando la luz blanca pasa a través de un prisma de vidrio triangular, se separa en un espectro de colores: rojo, naranja, amarillo, verde, azul, índigo y violeta. Este proceso de separación de luz blanca en colores se conoce como dispersión.

Luz blanca

La luz visible es una pequeña porción del espectro electromagnético, que varía desde ondas de radio de baja frecuencia hasta frecuencia ultra alta. rayos gamma. La luz de frecuencia más alta tiene una longitud de onda más corta, y la luz de frecuencia más baja tiene una longitud de onda más larga. La luz visible oscila en una longitud de onda de 400 a 700 nanómetros. La radiación electromagnética con longitudes de onda más largas se conoce como infrarrojo, que reconocemos como calor. La radiación electromagnética con longitudes de onda más cortas es ultravioleta, que es el tipo de radiación que causa quemaduras solares. La luz se comportará de manera diferente a medida que pasa a través de un material transparente, dependiendo de su longitud de onda.

Densidad óptica

La densidad óptica es un término que describe cómo se comporta la luz cuando pasa a través de material transparente. Si algo tiene una alta densidad óptica, entonces tiene una mayor capacidad de reducir la velocidad de la luz a medida que pasa. Cuando la luz golpea algo transparente, es absorbida por los átomos del material y luego liberada. Esto hace que la luz pase de un átomo a otro a través del material. Sin embargo, el proceso de absorción y emisión puede ser ligeramente más rápido o más lento, dependiendo de la longitud de onda de la luz. La luz con longitudes de onda más cortas se ralentiza más que la luz con longitudes de onda más largas.

Refracción

Cuando la luz pasa en un ángulo de un material a otro, se doblará o se refractará. Esto sucede porque los dos materiales tienen diferentes densidades ópticas. Por ejemplo, cuando la luz pasa del aire al vidrio, el vidrio tiene una densidad óptica mayor que el aire. Esto hace que la luz se doble más cerca de lo normal, que es una línea imaginaria perpendicular a la superficie. Cuando la luz llega al otro lado del vidrio y sale al aire, pasando de una densidad óptica mayor a una menor, la luz se aleja de lo normal.

Ángulo de refracción

La luz con longitudes de onda más cortas se dobla más a medida que las longitudes de onda pasan de un material a otro. Entonces, cuando la luz blanca entra por un lado de un prisma, los componentes de la luz violeta se doblan más, luego los índigo, luego los azules, seguidos de verde, amarillo, naranja y rojo. Si el prisma fuera una pieza plana de vidrio, la luz emergería como luz blanca en el otro extremo porque saldría en el mismo ángulo en que ingresó, y la luz simplemente se doblaría hacia atrás a su ángulo original. Sin embargo, como un prisma es triangular, el ángulo al que sale es diferente al que ingresó. Cuando la luz sale del prisma, la luz violeta se inclina aún más, al igual que los demás colores en sucesión. El resultado es la dispersión de la luz blanca en todo su espectro.

Difracción y reflexión

Un prisma da como resultado una dispersión ordenada de la luz en sus colores componentes. Sin embargo, la luz también se puede dispersar de maneras menos ordenadas. Las superficies reflectantes desiguales pueden dispersar la luz en sus colores componentes reflejándola en varios ángulos. Esto se ve con mayor frecuencia en los exoesqueletos iridiscentes de algunos insectos o en el lado quemado de un CD o DVD. La difracción, que es la flexión de las ondas de luz alrededor de un borde, también puede dispersar la luz en sus colores componentes. Esto sucede cuando las ondas de luz dobladas o reflejadas interfieren entre sí, lo cual es diferente de cómo un prisma separa realmente la luz pura.