O que é chamado de dispersão da luz

Este fenômeno foi descoberto em 1672 por Isaac Newton. Até então, as pessoas não conseguiam explicar por que as cores são dispostas em uma determinada ordem quando da refração. A dispersão da luz de uma só vez ajudou a provar sua natureza ondulatória, mas para entender melhor a questão, é preciso entender todos os aspectos.

De acordo com esse esquema, pode-se entender facilmente a essência da dispersão da luz.

Definição

O fenômeno da dispersão da luz (ou decomposição) se deve ao fato de que o índice de refração depende diretamente do comprimento de onda. Newton foi o primeiro a descobrir a dispersão, mas a maior parte da base teórica foi desenvolvida por cientistas em um período posterior.

Graças à dispersão, foi possível provar que a luz branca consiste em muitos componentes. Simplificando, um raio de sol incolor, ao passar por substâncias transparentes (cristal, água, vidro, etc.), se decompõe nas cores do arco-íris que o compõe.

Devido ao grande número de facetas nos diamantes, eles brilham com muitos tons.

Como resultado da entrada de luz de uma substância para outra, ela muda a direção do movimento, o que é chamado de refração.A cor branca contém toda a gama de cores, mas não é perceptível até que seja submetida à dispersão. Cada uma das cores compostas tem um comprimento de onda diferente, então o ângulo de refração é diferente.

A propósito! O comprimento de onda de cada uma das cores do espectro é constante, portanto, ao passar por uma substância transparente, as tonalidades sempre se alinham na mesma ordem.

História da descoberta e conclusões de Newton

A história conta que o cientista percebeu pela primeira vez que as bordas da imagem na lente são coloridas durante o período em que estava aprimorando o design dos telescópios. Isso o interessou muito e ele começou a revelar a natureza da aparência das faixas coloridas.

Naquela época, havia uma epidemia de peste na Grã-Bretanha, então Newton decidiu partir para sua aldeia de Woolsthorpe para limitar seu círculo social. E, ao mesmo tempo, realizar experimentos para descobrir de onde vêm as diferentes tonalidades. Para fazer isso, ele capturou vários prismas de vidro.

Algo assim foi o experimento de Newton, que possibilitou explicar o fenômeno da dispersão da luz.

Durante o período de pesquisa, ele realizou muitos experimentos, alguns dos quais ainda estão sendo realizados inalterados. O principal ficou assim: o cientista fez um pequeno buraco na veneziana de um quarto escuro e colocou um prisma de vidro no caminho do feixe de luz. Como resultado, obteve-se um reflexo em forma de listras coloridas na parede oposta.

Este experimento pode ser repetido por conta própria.

Newton destacou vermelho, laranja, amarelo, verde, ciano, índigo e violeta do reflexo. Ou seja, o espectro em seu conceito clássico. Mas se você olhar com mais detalhes e destacar a gama de equipamentos modernos, terá três zonas principais: vermelho, amarelo-verde e azul-violeta.Os demais ocupam pequenas áreas entre eles.

É assim que se parece a decomposição da luz branca em um espectro.

Onde é encontrado

A dispersão pode ser vista com muito mais frequência do que parece à primeira vista. Você só precisa prestar atenção:

1. Arco-íris é o exemplo mais famoso de dispersão. A luz é refratada em gotículas de água, resultando em um arco-íris, que os especialistas chamam de primário. Mas às vezes a luz é refratada duas vezes e um fenômeno natural raro aparece - um arco-íris duplo. Neste caso, dentro do arco é mais claro e com a ordem padrão das cores, e por fora é desfocado e as sombras vão na ordem inversa.
2. pôr do sol, que pode ser vermelho, laranja ou até multicolorido. Neste caso, o objeto que refrata os raios é a atmosfera da Terra. Devido ao fato de que o ar consiste em uma certa mistura de gases, o efeito é diferente e pode ser diferente.
3. Se você olhar de perto o fundo de um aquário ou grande corpo de água com água clara e transparente, você pode distinguir claramente os destaques iridescentes. Isso se deve ao fato de que o alcance solar, devido à difusão, é decomposto em todo o espectro de cores.
4. Gemas com corte de jóias também brilham. Se você girá-los suavemente, poderá ver como cada rosto dá um tom diferente. Esse fenômeno é perceptível em diamantes, cristais, zircônias cúbicas e até mesmo em vidros com boa qualidade de corte.
5. prismas de vidro e quaisquer outros elementos transparentes, quando a luz passa por eles, também dão um efeito. Especialmente se houver uma diferença na iluminação.

A profusão de cores ao pôr do sol é um dos exemplos mais famosos de refração da luz.

Para mostrar às crianças o fenômeno da dispersão, podem ser usadas bolhas de sabão comuns.A solução com sabão deve ser despejada em um recipiente e, em seguida, qualquer estrutura feita de arame de tamanho adequado deve ser abaixada. Após a extração, podem ser observados transbordamentos iridescentes.

A decomposição da luz em um espectro é fácil de fazer com a ajuda de uma lanterna de smartphone. Nesse caso, você precisará de um prisma de vidro e uma folha de papel branco. O prisma deve ser colocado em uma mesa em um quarto escuro, por um lado, direcione um feixe de luz para ele e, por outro, coloque um pedaço de papel, haverá listras coloridas nele. Uma experiência tão simples é muito popular entre as crianças.

Como o olho distingue as cores

A visão humana é um sistema muito complexo capaz de distinguir parte do espectro eletromagnético. O olho humano distingue comprimentos de onda de 390 a 700 nm. A radiação eletromagnética na faixa visível é chamada de luz visível ou simplesmente luz.

A imagem mostra quão pequena parte do espectro eletromagnético é capaz de perceber a visão humana.

As cores são distinguidas por bastonetes e cones na retina. O primeiro tipo tem alta sensibilidade, mas é capaz de distinguir apenas a intensidade da luz. O segundo distingue bem as cores, mas funciona melhor com luz forte.

Ao mesmo tempo, as células de cone são divididas em três tipos, dependendo de quais ondas são mais sensíveis - curtas, médias ou longas. Devido à combinação de sinais provenientes de todos os tipos de cones, a visão pode distinguir a gama de cores disponíveis para ela.

Cada tipo de célula no olho pode perceber não uma única cor, mas diferentes tons em uma ampla gama de comprimentos de onda. Portanto, a visão permite destacar os mínimos detalhes e ver toda a diversidade do mundo ao redor.

A dispersão da luz ao mesmo tempo mostrou que o branco é uma combinação do espectro.Mas você pode vê-lo somente depois que ele é refletido através de certas superfícies e materiais.

Tutorial em vídeo: dispersão de luz