Fizică Optică
Dispersia luminii prin prisma exemple
Dispersia luminii este fenomenul de separare a luminii albe în culorile componente datorită dependenței indicelui de refracție de lungimea de undă. Prin prisma optică, acest lucru produce un spectru vizibil, de la roșu la violet. De exemplu, într-o prismă de sticlă, lumina albastră se refractă mai puternic decât cea roșie, deoarece are lungime de undă mai mică și indice de refracție mai mare.
Exemple practice de dispersie
- Prisma lui Newton Isaac Newton a folosit o prismă pentru a demonstra că lumina albă este compusă din culori; el a proiectat un spectru pe un perete.
- Curcubeul Curcubeul se formează prin dispersia luminii solare în picăturile de ploaie, care acționează ca mici prisme, separând culorile.
- Spectroscopul Acest instrument folosește o prismă sau o rețea de difracție pentru a analiza spectrul luminii emise de substanțe, folosit în chimie și astronomie.
- Lentilele de ochelari Unele lentile pot produce dispersie nedorită (aberatie cromatică), cauzând margini colorate; se corectează cu lentile acromatice din sticlă diferită.
Cum se calculează dispersia
- 1 Pasul 1: Determinarea indicelui de refracție Pentru o prismă, indicele de refracție n variază cu lungimea de undă λ; de exemplu, pentru sticlă, n este mai mare pentru violet (λ ≈ 400 nm) decât pentru roșu (λ ≈ 700 nm).
- 2 Pasul 2: Aplicarea legii refracției La intrarea în prismă, fiecare culoare se refractă la un unghi diferit conform legii lui Snell: n_aer * sin(θ_i) = n_culoare * sin(θ_r).
- 3 Pasul 3: Exemplu numeric Dacă o prismă are n = 1,52 pentru roșu și 1,54 pentru albastru, iar unghiul de incidență este 45°, atunci pentru roșu: sin(θ_r) = sin(45°)/1,52 ≈ 0,707/1,52 ≈ 0,465, deci θ_r ≈ 28°; pentru albastru: sin(θ_r) = 0,707/1,54 ≈ 0,459, deci θ_r ≈ 27,3° – diferența mică cauzează dispersia.
Experimentează cu o prismă și o sursă de lumină albă pentru a vedea spectrul; observă cum unghiul de deviație crește de la roșu la violet.