Prisma

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Dispersión de la luz mediante un prisma

Práctica 7. Dispersión de la luz mediante un prisma
1. OBJETIVOS
- Aprender el manejo del espectrómetro.
- Determinar del índice de refracción de un prisma y de un líquido problema.
- Realizar la curva de calibrado de un prisma.

2. MATERIAL
- Espectrómetro.
- Accesorios (prisma, montura ...).
- Portalámparas y fuente de alimentación.
- Lámparas de Na yHe.

3. FUNDAMENTO TEÓRICO
Un prisma óptico es un medio transparente limitado por dos superficies planas que
forman un ángulo diedro A (llamado ángulo de refringencia). Es, después de las lentes, la
pieza más útil de los aparatos ópticos.
Newton descubrió en 1666 que
cuando se hacía pasar un haz de luz natural
a través de un prisma óptico, aparecía una
banda coloreada muy semejante a una
porciónde arcoiris, y demostró que la luz
era una combinación de los colores que
aparecían (Fig. 1).

Figura 1
Dispersión de la luz blanca por un prisma óptico

En su experiencia, Newton dispersó los distintos componentes de la luz natural en lo que
denominó espectro. El fundamento de la dispersión de la luz blanca radica en que las
distintas radiaciones que componen la luz natural viajan en el vacío conla misma velocidad,
mientras que en el vidrio lo hacen con velocidades distintas. A cada frecuencia componente
de la radiación luminosa le corresponde un índice de refracción diferente, y por ello sufren
distintas desviaciones. El ángulo de desviación de la luz refractada es mayor cuanto mayor es
la frecuencia.

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Dispersión de la luz mediante un prisma

Hoy llamamos espectro al resultado delanálisis de las distintas frecuencias que
integran una radiación compleja. En la Figura 2 podemos ver el conjunto del espectro
electromagnético, del que el espectro visible es una pequeña porción cuyas longitudes de
onda aparecen en la tabla1.

Longitud de onda

color

λ en amstrongs (A)
3950-4550

violeta

4550-4900

azul

4900-5750

verde

5750-5900

amarillo

5900-6500

anaranjado

6500-7500rojo

Figura 2
Espectro electromagnético

Tabla1: El espectro visible

Según su origen podemos distinguir dos tipos de espectros:
- los espectros de emisión, que resultan del análisis de la luz emitida por sustancias
incandescentes;
- los espectros de absorción, que resultan del análisis de la luz que emite un foco luminoso
conocido cuando ésta es obligada a atravesar determinada substancia.
Segúnsu aspecto, los espectros son continuos y discontinuos. Estos últimos pueden
ser de rayas (originados por átomos) o de bandas (originados por moléculas).

Análisis espectral
Cuando se estudiaban los espectros de los elementos químicos, se observó que para
un elemento dado, las rayas que aparecían eran sistemáticamente las mismas (correspondían
a las mismas frecuencias). A estas rayas se lasdenominó rayas características. En la figura
3 (parte superior) aparece el esquema del dispositivo empleado para medir espectros
atómicos, y en la parte inferior de la figura 3 un ejemplo: el espectro del hidrógeno.
Las rayas características de un elemento aparecen siempre que el elemento esté
presente en la muestra analizada, independientemente de que se halle mezclado o combinado

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Dispersión de laluz mediante un prisma

con otros. El que ningún elemento
presente las rayas características de
otro,

permite

composición
substancias

averiguar

química
analizando

la

de

las

con

un

espectroscopio la luz emitida (o
absorbida) por una muestra.

La

aplicación

de

la

Espectroscopía al análisis químico no
sólo permite la realización de análisis
cualitativos identificando las rayas o
bandascorrespondientes

a

Figura 3

las

distintas substancias, sino que también permite la realización de análisis cuantitativos ya que
la intensidad de las rayas espectrales es una función de la concentración de la substancia que
las origina.
EL PRISMA ÓPTICO
Los prismas juegan muchos papeles diferentes en la óptica. Hay combinaciones de
prismas que sirven como divisores de haz, polarizadores o...