Descomposición de la luz

Descomposición de la luz

Objetivo

Llevar a cabo algunas experiencias sencillas con la luz natural como la descomposición de la misma en los colores del arco iris.

Introducción

Cuando la luz blanca atraviesa un prisma óptico, se descompone en luces de difererentes colores. El motivo es que la luz está formada por múltiples ondas que al atravesar las paredes del prisma se refractan de diferente forma siguiendo las leyes de la reflexión y de la refracción. Decimos que la luz se descompone al atravesar un prisma óptico.

Materiales

Un prisma.
Una red de difracción.
CDs o DVDs estropeados

Realización práctica

1.- Sitúa el prisma cerca del ojo y mira a través de él hacia distintos objetos. Observa los colores que se ven, sobre todo en los bordes de los objetos.
2.- Sitúa la red de difracción a del ojo y mira a través de ella dde forma similar a como hiciste con el prisma. Observa los colores que se ven.
3.- Mira el reflejo de la superficie reflectande de un CD o DVD y observa los colores que aparecen.

Imagen observada a través de una red de difracción

Precauciones

Está experiencia no necesita ninguna precaución especial. No olvidar que no debe mirarse nunca directamente al sol.

Explicación científica

Difracción en un CD

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 o una red de difracción.
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.

Curiosidades y otras cosas

La luz visible está formada por vibraciones electromagnéticas con longitudes de onda que van aproximadamente de 350 nanómetros para el color violeta hasta 750 nanómetros para el rojo. Lo que conocemos como luz blanca es la suma de todas las ondas comprendidas entre esas longitudes de onda, cuando sus intensidades son semejantes.
La luz se forma por saltos de los electrones en los orbitales de los átomos. Los electrones poseen la extraña cualidad de moverse en determinados orbitales sin consumir energía, pero cuando caen a un orbital inferior de menor energía (más próximo al núcleo) emiten energía en forma de radiación. Algunos de esos saltos producen radiación visible que llamamos luz, radiación que ven nuestros ojos en su manifestación de color.
Newton creía que la luz estaba formada por corpúsculos, pero consiguió descomponerla en sus colores espectrales. Hoy sabemos que la luz es a la vez partícula y onda.
Descartes explicó la formación del arco iris y años más tarde Newton estudió la luz y logró descomponerla en los colores de su espectro por medio de un prisma.
Los seres humanos (y algunos animales) apreciamos una amplia gama de colores que, por lo general, se deben a la mezcla de radiaciones (luces) de diferentes longitudes de onda. El color de la luz con una única longitud de onda o una banda estrecha de ellas se conoce como color puro.
Las gotas de agua suspendidas en la atmósfera también descomponen la luz y forman el arco iris.
Con ayuda de un prisma podemos analizar la luz blanca y los colores emitidos por los diferentes elementos: Na, C, He, etc. Podemos identificar y distinguir los elemento por los colores que emiten. Cada elemento tiene unos niveles energéticos permitidos por los que circulan los electrones. Los saltos entre estos niveles son los que dan los tipos de radiaciones -los colores- que lo identifican. Cada elemento tiene un espectro característico

Bibliografía