Dispersión de prisma - Simulador interactivo de dispersión de luz

Explora cómo la luz blanca se separa en colores del arcoíris a través de un prisma. Simulación física interactiva con la ley de Snell y la ecuación de Cauchy.

Entendiendo la dispersión del prisma

La dispersión es el fenómeno por el cual la luz blanca se separa en sus colores constituyentes al pasar a través de un prisma. Esto ocurre porque diferentes longitudes de onda de luz viajan a diferentes velocidades en el material del prisma, haciendo que se refracten en ángulos diferentes.

Leyes físicas y fórmulas

Ley de Snell

n₁sin(θ₁) = n₂sin(θ₂)

Describe cómo se dobla la luz al pasar entre medios con diferentes índices de refracción.

Ecuación de dispersión de Cauchy

n(λ) = A + B/λ²

El índice de refracción depende de la longitud de onda, donde A y B son constantes específicas del material.

Ángulo de desviación

δ = i + e - A

La desviación total depende del ángulo de incidencia (i), el ángulo de emergencia (e) y el ángulo del ápice del prisma (A).

Por qué ocurre la dispersión

  • Diferentes longitudes de onda tienen diferentes índices de refracción
  • Las longitudes de onda más cortas (azul/violeta) se refractan más que las longitudes de onda más largas (rojo)
  • El índice de refracción generalmente disminuye a medida que aumenta la longitud de onda
  • Esta dependencia de la longitud de onda se llama "dispersión normal"

Aplicaciones

  • Espectroscopía: Análisis de la composición de luz de estrellas y materiales
  • Arcos iris: Dispersión natural en gotas de agua
  • Instrumentos ópticos: Cámaras, telescopios y binoculares
  • Binoculares de prisma y periscopios: Enderezamiento de imagen y brillo

Contexto histórico

En 1666, Isaac Newton demostró que la luz blanca del sol está compuesta por todos los colores del espectro visible. Sus experimentos con prismas revolucionaron nuestra comprensión de la luz y el color, sentando las bases de la óptica moderna.

El espectro visible

Rojo ~700nm, longitud de onda visible más larga
Naranja ~620nm
Amarillo ~580nm
Verde ~530nm
Cian ~490nm
Azul ~470nm
Violeta ~400nm, longitud de onda visible más corta