Simulador de Dispersão da Luz em Prismas

Por que um prisma divide a luz branca em um arco-íris?

A luz branca é uma mistura de todas as cores. Quando entra no vidro, ela desacelera e se desvia, e a intensidade desse efeito depende da cor: a luz violeta desacelera mais do que a luz vermelha, então se desvia mais. Isso é chamado de dispersão. Um prisma desvia a luz duas vezes, uma ao entrar e outra ao sair, então cada cor emerge em seu próprio ângulo e o feixe se abre, formando um espectro. Isaac Newton dividiu a luz solar dessa maneira na década de 1660, e as gotas de chuva fazem o mesmo quando formam um arco-íris.

Descrição da ferramenta

O Simulador de Dispersão da Luz por Prisma traça um feixe de luz branca através de um prisma, com um comprimento de onda a cada 2 nm, do violeta (400 nm) ao vermelho (700 nm). Escolha o material do prisma e, em seguida, mova os controles deslizantes para alterar o ângulo do vértice, que é o ângulo no topo do prisma, e o ângulo de incidência, que é o ângulo entre o feixe e a linha tracejada perpendicular à face do prisma. O feixe permanece branco enquanto as cores se sobrepõem e se transforma em um arco-íris à medida que elas se separam.

Abaixo do diagrama, você verá o índice de refração e o ângulo de desvio da luz vermelha e violeta, além da dispersão do espectro, que é o ângulo entre elas. Os índices de refração são obtidos de fórmulas de dispersão publicadas: dados do catálogo SCHOTT para vidro crown, vidro flint e flint denso, e ajustes de medições publicadas para água, sílica fundida, acrílico e diamante.

Quando a luz encontra a face oposta do prisma em um ângulo muito inclinado, ela não consegue sair e é refletida de volta para dentro. Isso é reflexão interna total. O diagrama mostra para onde essa luz vai, e a ferramenta informa qual ângulo alterar para que ela consiga sair.

Recursos

• Rastreamento de raios com a lei de Snell e reflexão interna total em cada face
• Sete materiais para prismas, da água ao diamante
• Índice de refração, desvio e dispersão do espectro para a luz vermelha e violeta

Quanto um prisma de 60° dispersa as cores

No ângulo de desvio mínimo, em que o feixe atravessa o prisma paralelamente à sua base:

O vidro flint dispersa as cores muito mais do que o vidro crown, por isso os espectroscópios usam prismas de vidro flint. O diamante desvia a luz com tanta intensidade que nenhuma luz consegue sair de um prisma de diamante de 60°. Experimente um ângulo do vértice de 40° e um ângulo de incidência acima de 45°.