Enciende una luz a través de un prisma o colócala en la ventana en un día soleado, y verás un arcoíris. Es el mismo arco iris que ves en el cielo porque, en un día con una mezcla de lluvia y sol, cada gota de agua actúa como un prisma en miniatura. Para los físicos que debaten si la luz es una onda o una partícula, este fenómeno es un fuerte argumento para la primera. De hecho, los experimentos con prismas fueron fundamentales para la formulación de Issac Newton de la teoría de la óptica y la naturaleza ondulatoria de la luz.

TL; DR (Demasiado largo; No leído)

Luz blanca se refracta cuando pasa a través de un prisma. Cada longitud de onda se refracta en un ángulo diferente, y la luz emergente forma un arco iris.

Refracción y el arco iris

La refracción es un fenómeno que ocurre cuando un haz de luz blanca pasa a través de la interfaz entre el aire y un medio más denso, como vidrio o agua. La luz viaja más lentamente en un medio más denso, por lo que cambia de dirección, o se refracta, cuando pasa a través de la interfaz. La luz blanca es una mezcla de todas las longitudes de onda de la luz, y cada longitud de onda se refracta en un ángulo ligeramente diferente. Por lo tanto, cuando el haz emerge del medio más denso, se ha dividido en sus longitudes de onda componentes. Los que puedes ver forman el arcoíris familiar.

El índice de refracción

El ángulo de refracción en un medio particular se define por su índice de refracción, que es una propiedad derivada al dividir el arcoíris. velocidad de la luz en un vacío por la velocidad de la luz en ese medio particular. Cuando la luz pasa de un medio a otro, el ángulo de refracción puede derivarse dividiendo los índices de refracción de los dos medios. Esta relación se conoce como la Ley de Snell, llamada así por el físico del siglo XVII que la descubrió.

Muchos otros materiales además del vidrio producen arcoíris. Diamante, hielo, cuarzo claro y glicerina son solo algunos ejemplos. La amplitud del arco iris es una función del índice de refracción, que varía directamente con la densidad del material. Incluso puede ver un arco iris cuando la luz pasa del agua a través de un cristal transparente o un trozo de vidrio y vuelve al agua.

Colores del arco iris

Aunque tradicionalmente identificamos un arco iris por siete colores componentes , en realidad es un continuo sin límites discretos de un matiz al siguiente. Fue Newton quien dividió arbitrariamente el espectro en siete colores en deferencia a los antiguos griegos, que creían que siete eran un número místico. Los colores son, en orden de longitud de onda más larga a más corta, roja, naranja, amarilla, verde, azul, índigo y violeta. Si está buscando una manera de recordar el orden, use el acrónimo ROYGBIV, pronunciado roy-gee-biv, o pruebe este mnemónico: ROY Gave Betti Violets.

La frecuencia de la onda aumenta a medida que avanza por el arco iris de rojo a violeta. Esto significa que la energía de los fotones individuales - o paquetes de ondas - también aumenta, porque los dos están directamente relacionados por la Ley de Planck.