Alumnos: Juan José y Nicolás
Llevar a cabo algunas experiencias sencillas con la luz natural para descomponer la misma en los colores del arco iris.
La luz blanca o visible puede descomponerse en luces monocromáticas, siempre que atraviese algún obstáculo que obligue a las diferentes ondas que constituyen la luz blanca a viajar a velocidades diferentes, por ejemplo un prisma transparente. El resultado es el arco iris o espectro de la luz blanca.
La descomposición de la luz blanca en los diferentes colores que la componen, data del siglo XVIII, debido al físico, astrónomo y matemático Isaac Newton. Newton sabía muy poco sobre la naturaleza de la luz, no sabía que era una onda y menos aún que era una onda electromagnética. Creía que estaba formada por corpúsculos, pero consiguió descomponerla en sus colores espectrales. Hoy sabemos que la luz es a la vez partícula y onda.
La luz blanca se descompone en estos colores principales:
- Rojo
- Anaranjado
- Amarillo
- Verde
- Azul
- Añil
- Violeta
- Un recipiente algo grande lleno de agua.
- Un espejo plano de tocador.
- Luz natural o una linterna potente que proyecte un haz fino de luz blanca.
- Una habitación que pueda oscurecerse totalmente.
- Un prisma.
- Luz natural o una linterna potente que proyecte un haz fino de luz blanca.
- Una hoja de papel.
- Una habitación que pueda oscurecerse totalmente.
- Pie universal.
- Un CD o DVD.
- Una linterna potente que proyecte un haz fino de luz blanca.
- Una habitación que pueda oscurecerse totalmente.
Experiencia 1
1. Prepara el recipiente con agua y la linterna.
2. Mantén el espejo dentro del agua, con una inclinación de unos 45º.
3. Envía el haz de luz al espejo.
4. Observa que la luz reflejada ya no es blanca sino que es el arco iris.
Experiencia 2
1. Colocar la hoja de papel debajo del prisma.
2. Sostener el prisma con una mano.
3. Con la otra apuntar con la linterna al prisma de forma tal que se descomponga la luz blanca.
1. Colocar la linterna en el pie universal.
2. Alinear el CD o DVD con la linterna para que el haz de luz pase por el medio del CD o DVD.
3. Colocarse detrás de la linterna de forma alineada.
Experiencia 1
Cuando la luz penetra en el agua su velocidad cambia, lo mismo ocurre cuando emerge del agua después de haberse reflejado en el espejo. Los cambios de velocidad implican desviaciones de la dirección de propagación al cambiar del aire al agua y del agua al aire (es el fenómeno de la refracción). El ángulo de desviación es función de la longitud de onda de cada uno de los colores que forman la luz blanca.
Experiencia 2
Al hacer pasar la luz por un prisma de cristal, las distintas longitudes de onda que componen el haz de luz viajan dentro de él a diferente velocidad y se curvan de manera diferente al entrar y al salir (doble refracción al cambiar de medio) dando como resultado un haz desviado de la dirección inicial y con sus componentes separados. Así surge el espectro solar.
Experiencia 3La información de datos o de música en un disco compacto está grabada como una serie de pequeñísimos montículos ordenados. Están sobre una línea espiral que se enrolla alrededor del centro del disco. Cada vuelta de esta línea está separada de la anterior una distancia de 1.6 micrómetros, este es el tamaño de una bacteria. La información es leída por medio de un haz de luz láser que se refleja en la superficie del disco. En un DVD la distancia entre líneas es menor, es de 0.74 micrómetros.
La luz es una onda electromagnética y los haces de luz de diferentes longitudes de onda son percibidos por nosotros como luces de diferentes colores. El arco iris es el despliegue del espectro completo, es decir de todos los colores que corresponden a todas las longitudes de onda. En los extremos del espectro están el violeta y el rojo, que corresponden con las ondas más corta y más larga respectivamente.
Cuando hacemos incidir luz sobre la superficie del disco, ocurre un fenómeno llamado difracción de la luz. Esto es causado porque el patrón de las hileras de montículos que están sobre el disco es repetitivo y las distancias entre líneas son muy pequeñas. La luz es desviada o difractada a una dirección que depende de su longitud de onda, así es que nosotros vemos que cada color es enviado en una dirección diferente a los demás.
El rojo se desvía un ángulo mayor que el violeta. Entre ellos quedan el resto de los colores, entre todos forman un espectro. En la foto que sigue se han dibujado unas líneas que muestran el camino que siguen algunos rayos de luz.
De entre todos los rayos que emite la lámpara y que cubren a todo el disco, están marcados dos. cuando cada uno de ellos incide sobre el disco, la luz blanca se descompone en todos los colores y la luz de cada color es emitida en diferente ángulo. En la foto están dibujadas dos líneas, la roja y la violeta que son los extremos del espectro. Entre ellas están el resto de los colores espectrales.
Luego, simulamos un periscopio con el uso de espejos paralelos: 
