Causas de la formación del arco iris
Un arco iris es la dispersión y el reflejo causado por la luz solar que incide sobre pequeñas gotas de agua redondas en el aire. Cuando la luz del sol entra en una gota de agua, incide en diferentes ángulos al mismo tiempo y se refleja en diferentes ángulos en la gota de agua. Entre ellos, el reflejo entre 40 y 42 grados es el más fuerte y produce el arco iris que vemos. Cuando ocurre esta reflexión, la luz del sol ingresa a la gota, se refracta una vez, luego se refleja en la parte posterior de la gota y finalmente se refracta nuevamente cuando sale de la gota. Debido a que el agua tiene un efecto dispersivo sobre la luz, el índice de refracción de la luz de diferentes longitudes de onda es diferente y el ángulo de refracción de la luz azul es mayor que el de la luz roja. Debido a que la luz se refleja en las gotas de agua, el espectro que ve un observador está invertido, con la luz roja en la parte superior y otros colores en la parte inferior. Verás una banda de luz de colores, físicamente definida como roja, naranja, amarilla, verde, índigo y violeta.
Debido a que las longitudes de onda de la luz de diferentes colores son diferentes, el índice de refracción de la luz de diferentes longitudes de onda en el medio es diferente. Por lo tanto, durante la refracción, aunque el ángulo de incidencia es el mismo, el ángulo de salida es diferente. . Un prisma puede hacer que la luz del sol se refracte dos veces, de modo que los ángulos de salida de diferentes luces sigan siendo diferentes, por lo que la luz final emitida se separa debido a diferentes ángulos. El fenómeno de dividir la luz policromática en luz monocromática se llama dispersión óptica. Newton observó por primera vez la dispersión de la luz en 1672 utilizando un prisma, que divide la luz blanca en bandas de colores (espectro). El fenómeno de dispersión muestra que la velocidad de la luz en el medio (o índice de refracción n=c/v) cambia con la frecuencia de la luz. La dispersión de la luz se puede lograr mediante el uso de prismas, rejillas de difracción, interferómetros, etc.
La luz blanca está compuesta por rojo, naranja, amarillo, verde, azul, índigo y violeta y se llama luz policromática. Los colores como el rojo, el naranja, el amarillo y el verde se denominan luz monocromática.
Después de que la luz policromática ingresa al prisma, tiene un índice de refracción diferente para la luz de varias frecuencias. La dirección de propagación de varias luces policromáticas tiene distintos grados de desviación, por lo tanto, al salir del prisma, se separan y dispersan. para formar un espectro.