jueves, 29 de enero de 2015

Dispersión de la luz por un prisma (IYL2015- Óptica5)

Acostumbramos denominar luz blanca, a la luz proveniente del Sol.
Esta es una combinación de diferentes frecuencias (o longitudes de onda) entre 390 nanómetros y 700 nm, el
espectro visible.


Este conjunto de longitudes de onda corresponde aproximadamente a los colores básicos que el ojo humano puede distinguir:
violeta, azul, verde, amarillo, anaranjado y rojo.

  • La luz de un bombillo incandescente o de una lámpara fluorescente es aproximadamente blanca, no así la de una lámpara de vapor de sodio o de vapor de mercurio, que se usan en alumbrado público.
  • El índice de refracción de una sustancia depende de la longitud de onda de la luz que lo atraviesa.
    Para ciertos tipo de vidrio el valor del índice de refracción varía entre 1,80 para 400 nm (violeta) y 1,72 para 700 nm (rojo).
  • Un prisma de ese tipo de vidrio produce una desviación de los rayos luminosos de diferente color en ángulos diferentes, separándolos, como ocurre en un arcoíris.
    Este fenómeno se denomina “
    dispersión de la luz”.
Para motivar a sus estudiantes, el docente puede preparar un material como el de la figura; una cartulina con alguna lectura que explique el fenómeno y un prisma de vidrio (¡cuidado, se puede quebrar!), o de acrílico, que normalmente no se daña si sufre un golpe. Además varias preguntas, todo para compartir con la clase.
Objetivo: Observar el fenómeno de dispersión de la luz y correlacionarlo con la observación de un arcoíris. Intentar una compresión del fenómeno, desde el punto de vista físico.
Materiales: Un prisma de acrílico o de vidrio, un cartón blanco, regla, lápiz, diversas fuentes luminosas (bombillo, fluorescente, candela, etc.)
Se puede construir un prisma de vidrio o plástico transparente (PET1) y llenarlo con agua. Escribiremos una entrada sobre esto más adelante.
¿Qué hacer?:

  1. Observe la dispersión de la luz proveniente de una fuente luminosa (bombillo, o candela), acercándose el prisma de vidrio a su ojo, como se sugiere en la figura.
  1. También puede observar objetos fuertemente iluminados por luz solar o artificial.
    NUNCA dirija el prisma directamente hacia el Sol.
  2. ¿Puede distinguir algo separados los colores básicos: violeta, azul, verde, amarillo, anaranjado y rojo?
    ¿Puede distinguir otros colores? 
  3. ¿Encuentra una diferencia si observa con un prisma de acrílico?
    ¿Y con un prisma de agua?
  4. ¿Conoce otros medios o procedimientos que produzcan dispersión de la luz?
Referencias adicionales:
Reflexión interna total:
 
http://fisica1011tutor.blogspot.com/2015/01/reflexion-interna-total-iyl2015-optica3.html
Desviación de un rayo luminoso por un prisma:
http://fisica1011tutor.blogspot.com/2015/01/desviacion-de-un-rayo-luminoso-por-un.html

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