Refracción y ley de Snell
Cuando la luz pasa de un material a otro cambia de velocidad y se desvía — la refracción. La desviación obedece la ley de Snell, n₁ sin θ₁ = n₂ sin θ₂, donde n es el índice de refracción de cada medio y θ el ángulo respecto a la normal a la superficie. Un prisma refracta el haz dos veces, al entrar y al salir, lo que gira y separa la luz.
Dispersión: por qué un prisma hace un arcoíris
El índice de refracción de un material depende un poco de la longitud de onda de la luz, así que la luz violeta se desvía un poco más que la roja. Como resultado, un prisma separa la luz blanca en todo el espectro visible — rojo, naranja, amarillo, verde, azul, índigo, violeta. Esta separación se llama dispersión, y es justo el experimento que Isaac Newton usó en 1666 para mostrar que la luz blanca es una mezcla de colores.
Cómo usar el simulador
Fija el ángulo de incidencia del haz y observa cómo cada color toma su propio camino por el prisma. Cuanto mayor es la diferencia de índice de refracción a lo largo del espectro, más se abren los colores en abanico al otro lado.
Nota: cuánto dispersa la luz un prisma depende del vidrio, descrito por su número de Abbe; este simulador usa una dispersión representativa para que el espectro se vea con claridad.
Preguntas frecuentes
¿Por qué un prisma crea un arcoíris?
Un prisma desvia los distintos colores de la luz en distinta medida porque el indice de refraccion del vidrio cambia un poco con la longitud de onda: el violeta se desvia mas y el rojo menos. Esto separa la luz blanca en su espectro, un arcoiris de colores, en un efecto llamado dispersion.
¿Qué es la ley de Snell?
La ley de Snell describe como se desvia la luz al cambiar de medio: n1 sin(theta1) = n2 sin(theta2), donde n es el indice de refraccion y theta el angulo respecto a la normal. Rige la refraccion en cada cara del prisma.
¿Qué es la dispersión de la luz?
La dispersion es la separacion de la luz en sus colores porque el indice de refraccion depende de la longitud de onda. Es la razon por la que un prisma hace un arcoiris y por la que ocurren los arcoiris y la aberracion cromatica en las lentes.
¿Qué es el índice de refracción?
El indice de refraccion es un numero que indica cuanto frena y desvia la luz un material comparado con el vacio. Un indice mayor significa mas desviacion; en la mayoria del vidrio ronda 1,5 y varia un poco con el color.
Referencias
- I. Newton, Opticks (1704) — el experimento del prisma y la composición de la luz blanca (mostrado por primera vez en 1666).
- E. Hecht, Optics (Pearson) — refracción, ley de Snell y dispersión.
- Ley de Snell n1 sin(theta1) = n2 sin(theta2); el índice de refracción varía con la longitud de onda (dispersión de Cauchy/Sellmeier).