Apunte de Dispersion de la Luz

DISPERSIÓN DE LA LUZ.

Hasta ahora, hemos supuesto que la luz utilizada tenía una sola longitud de onda, o sea era monocromática. Sin embargo, la mayor parte de los haces son policromáticos, esto es están formados por una mezcla de ondas cuyas longitudes de onda corresponden el espectro visible, e incluso otras radiaciones fuera de éste.
Además, la velocidad de propagación de la luz en lassubstancias materiales en distinta (menor) que la velocidad de propagación de la luz en el vacío; también hay que tener en cuenta que mientras que la luz de cualquier longitud de onda se propaga con igual velocidad en el vacío, la misma es distinta en una sustancia según sea la longitud de onda.
La razón de la velocidad de la luz en el vacío a la velocidad de la luz de una longitud de ondadeterminada en una sustancia dada se denomina índice de refracción de la sustancia para la luz de aquella longitud de onda. Designaremos el índice de refracción por la letra n, indicando, si es necesario, la longitud de onda particular a que se refiere. Si no se menciona ninguna longitud de onda se supone habitualmente que se trata del índice correspondiente a la luz amarilla de una llama de sodio, deλ=5890 Å.

n = Co Co: Velocidad de la luz en el vacío.
C C : Velocidad de la luz en la sustancia.

La velocidad de la luz en un gas es aproximadamente igual a su velocidad en el vacío; por eso el índice de refracción del aire en condiciones normales es, para la luz violeta de λ =4360 Å, de 1,0002957; para la roja de λ=6560 Å es de 1,0002914.
Se deduce que para la mayor parte de losfines, la velocidad de la luz puede suponerse igual en el vacío que en el aire el índice de refracción de este último igual a la unidad.
Los índices de refracción de la mayor parte de los vidrios corrientes utilizados en instrumentos ópticos están comprendidos entre 1,46 y 1,96. Hay pocas substancias de este valor, siendo el diamante una de ellas con n = 2,42.

DISPERSIÓN DE LA LUZ BLANCA
En1666, siendo todavía estudiante de la Universidad, de Cambridge, Newton llevó a cabo el clásico experimento de la dispersión o separación de los rayos que forman la luz blanca. Practicó un pequeño orificio circular en el postigo de la ventana de su habitación, permitiendo que un rayo de sol incidiera oblicuamente sobre una de las caras de un prisma triangular de vidrio de ángulos iguales. Obtuvo unaserie continua de imágenes de color del orificio luminoso sobre la pantalla colocada a cierta distancia del prisma. Los colores iban desde el rojo profundo hasta el violado oscuro, pasando intensamente de unos a otros. En la figura se ve el espectro o distribución de colores obtenido mediante un haz luminoso proveniente de una rendija, en lugar de un orificio circular, atravesando un prisma devidrio.
El ojo no puede, por sí solo, descomponer la luz blanca en los colores que la forman.
La luz solar está formada por un número infinito de componentes monocromático (de un solo color). Sin embargo, al desplegarse para formar el espectro, parecen agruparse en siete colores claramente definidos: rojo, anaranjado, amarillo, verde, azul, añil y violeta. Al extremo rojo corresponde una longitudde onda aproximada de 760 mμ, la del violeta es de 380 mμ. Entre estos límites (espectro visible) existe toda la gama de longitudes de onda propia de otras radiaciones visibles. Obsérvese que a menor longitud de onda, es mayor la desviación.
¿Por qué se dispersa la luz blanca al atravesar el prisma? La explicación reside en el hecho de que la velocidad de la luz en un medio material (que no seael vacío) varía según la longitud de onda. Equivale a decir que el índice de refracción depende de la longitud de onda, siendo mayor para las de corta longitud que para las más largas. En una onda compleja que atraviesa un prisma, cada componente experimenta diferente variación en su velocidad, siguiendo por lo tanto su propia trayectoria a través del prisma. La dispersión puede considerarse,...