OBJETIVO
Un objeto de vidrio
Luz blanca
Una cámara oscura
Se pretende presentar dos experimentos, en los
cuales se buscará explicar el fenómeno de la
refracción y dispersión, exponiendo un poco de
teoría y datos relevantes para poder enter dichos
fenómenos, para ello necesitaremos de:
REFRACCIÓN DE LA LUZ
En este proyecto se busca replicar el accidental experimento que
Isaac Newton realizo en 1666:
Planteamiento del experimento 1
Él hizo que un rayo de luz blanca del Sol pasara a través
de un pequeño hueco en una de las ventanas cubiertas
y luego hizo pasar este rayo de luz a través de un
pedazo de vidrio con forma de prisma.
Newton observó que a la salida del prisma se obtenía
un rayo de luz más ancho, el cual contenía todos los
colores, con una distribución similar a la que se observa
en un arco iris.
REFRACCIÓN DE LA LUZ
La refracción es el cambio de dirección que experimenta una
onda al pasar de un medio material a otro.
Sólo se produce si la onda incide oblicuamente sobre la
superficie de separación de los dos medios y si estos tienen
índices de refracción distintos.
La refracción se origina en el cambio de velocidad de
propagación de la onda, cuando pasa de un medio a otro.
Teoría del experimento 1
LAS LEYES DE LA REFRECCIÓN
El rayo incidente en la
superficie de separación de dos
medios, la normal a la
superficie en el punto de
incidencia y el rayo refractado
están en el mismo plano.
PRIMERA LEY
Los índices de refracción n1 y n2,
el ángulo de incidencia α1 y el
ángulo de refracción α2 se
relacionan por la siguiente
expresión:
n1. sen (α2 ) =n2. sen (α2)
SEGUNDA LEY
DE CHRISTIAAN HUYGENS
Teoría del experimento 1
ARCOÍRIS
El arcoíris es un fenómeno óptico
con causas meteorológicas que
adopta la forma de arco con
bandas concéntricas en el cielo y
parece presentar una amplia
franja con los siete colores
elementales.
¿QUÉ ES?
La causa de este fenómeno se debe a la
refracción de la luz.
El sol proyecta su luz a través del agua en las
pequeñas gotas de lluvia en la atmósfera. Esta
luz, que llega a la Tierra desde el Sol, que
percibimos de color blanco, o en realidad, está
formada de hecho por un conjunto de colores.
Cuando cada haz de luz golpea las gotas en
determinado ángulo, la luz blanca se
descompone en sus distintos colores.
¿CÓMO SE RELACIONAN?
Y LA REFRACCIÓN DE LA LUZ.
Teoría del experimento 1
EN EL PROYECTO,
se utiliza un prisma para causar esa proyección de luz en lugar que
agua, tal como hizo Isaac Newton. ¿Por qué?
es un medio refringente de índice de refracción
constante.
Que dependiendo del ángulo de incidencia, del
índice de refracción del prisma relativo al medio
que lo rodea y del ángulo del prisma...
Logra el mismo efecto que el agua.
Porque, el prisma
Teoría del experimento 1
DISPERSIÓN CROMÁTICA
Que la luz blanca contenía todos los colores y que su
separación se debía a que cada color se desviaba o
refractaba una cantidad diferente cuando el rayo pasaba
a través de un prisma.
Pero en este experimernto, se utilizara un disco DVD o CD.
Planteamiento del experimento 2
Este segundo experimento, se llama Disco Psicodelico.
A partir de este simple experimento, se busca demostrar las
conclusiones de Newton.
Es la separación de la luz natural en haces
de colores al refractarse,.
Este fenómeno se observa comúnmente,
en el arco iris.
DISPERSIÓN CROMÁTICA
Teoría del proyecto 2
¿CÓMO LO HACE?
La separación de la luz natural en haces
de colores se explica porque la velocidad
de la luz y, por tanto, el índice de
refracción del medio en que se propaga y
el ángulo de refracción, dependen no solo
de la naturaleza del medio, sino también
del color de la luz.
Teoría del proyecto 2
¿POR QUÉ UN DISCO?
Un soporte de información digital,
tipo CD, DVD, etc., posee una pista
en espiral que tiene unos agujeros
pequeñísimos distribuidos.
Por tanto, cuando la luz incide
sobre un CD o un DVD, lo hace
sobre una superficie rugosa y llena
de agujeros. Más precisamente,
encuentra líneas reflectantes (los
espacios entre pistas) separadas
por líneas mucho menos
reflectantes (las pistas).
Hay que tener en cuenta que el tamaño de las
ranuras es muy pequeño y comparable con la
longitud de onda de la luz que incide sobre ella.
Por tanto, la luz no se refleja en los espejos
siguiendo las leyes de la óptica geométrica, sino
que cada uno dispersa luz en todas las
direcciones de un plano vertical.
Teoría del proyecto 2
EN EL PROYECTO,
Teoría del proyecto 2
estas ondas de luz que emergen de los "micro-
espejos" producen fenómenos de interferencia,
puesto que la luz reflejada por cada uno interfiere
con la reflejada por los demás.
La interferencia provoca que al iluminar el CD con un haz de luz
no monocromática, cada longitud de onda (cada color) emerja de
la rejilla con un ángulo diferente, lo que implica que globalmente
la luz se descomponga, de la misma manera que ocurre (en este
caso, por refracción) al pasar a través de un prisma.
NEC VARIAT LUX
FRACTA COLEREM
-Sir Isaac Newton
"LA LUZ REFRACTADA NO CAMBIA DE COLOR"
BIBLIOGRAFÍA
http://foto.difo.uah.es/curso/nociones_basicas_sobre_la_luz.html
https://slideplayer.es/amp/3098774/
http://hyperphysics.phy-astr.gsu.edu/hbasees/geoopt/refr.html#c2
https://tellus.geociencias.unam.mx/wp-content/uploads/2020/01/libro2_-luz_color.pdf
https://files.sld.cu/optometria/files/2011/09/refraccion-de-la-luz-prismas.pdf
https://www.fisicalab.com/apartado/dispersion-luz
http://hyperphysics.phy-astr.gsu.edu/hbasees/geoopt/dispersion.html
https://dges.uas.edu.mx/fisica/escolarizado/reflexin_refraccin_y_dispersin_cromtica_de_la_luz.html
https://www.bbc.com/mundo/noticias-
53412005#:~:text=Newton%20hab%C3%ADa%20descubierto%20una%20ley,refractada%20no%20cambia%20de%20color%22.
https://www.youtube.com/watch?v=lBhFsNrtRAY
http://rsefalicante.umh.es/LaboratorioLuz/luz-colores/Colores_CD.pdf
Monje, L.(2008). Nociones básicas sobre la luz. INTRODUCCIÓN A LA FOTOGRAFÍA CIENTÍFICA.
http://foto.difo.uah.es/curso/nociones_basicas_sobre_la_luz.html
Barrientos, B. (2007). Experimentos simples para entender una tierra complicada. (Primera edición). Universidad Autónoma de México.
https://tellus.geociencias.unam.mx/wp-content/uploads/2020/01/libro2_-luz_color.pdf
Fernandez, J.(2022). La dispersión de la luz. FISICALAB. https://www.fisicalab.com/apartado/dispersion-luz