Ilumine uma luz através de um prisma, ou pendure uma na janela em um dia ensolarado, e você verá um arco-íris. É o mesmo arco-íris que você vê no céu porque, em um dia com uma mistura de chuva e sol, cada gota de chuva funciona como um prisma em miniatura. Para os físicos que debatem se a luz é uma onda ou uma partícula, esse fenômeno é um forte argumento para o primeiro. De fato, experimentos com prismas eram centrais para a formulação de Issac Newton da teoria da óptica e da natureza ondulatória da luz.
TL; DR (Demasiado longo; não lidos)
Luz branca refrata quando passa por um prisma. Cada comprimento de onda refrata em um ângulo diferente e a luz emergente forma um arco-íris.
Refração e o arco-íris
A refração é um fenômeno que acontece quando um feixe de luz branca passa pela interface entre o ar e um meio mais denso, como vidro ou água. A luz viaja mais devagar em um meio mais denso, por isso muda de direção - ou refrata - quando passa pela interface. A luz branca é uma mistura de todos os comprimentos de onda da luz, e cada comprimento de onda refrata em um ângulo ligeiramente diferente. Portanto, quando o feixe emerge do meio mais denso, ele foi dividido em seus comprimentos de onda componentes. Os que você pode ver formam o familiar arco-íris.
O Índice de Refração
O ângulo de refração em um determinado meio é definido por seu índice de refração, que é uma propriedade derivada da divisão do velocidade da luz no vácuo pela velocidade da luz nesse meio particular. Quando a luz passa de um meio para outro, o ângulo de refração pode ser derivado pela divisão dos índices de refração dos dois meios. Essa relação é conhecida como Lei de Snell, nomeada para o físico do século XVII que a descobriu.
Muitos outros materiais além do vidro produzem arco-íris. Diamante, gelo, quartzo claro e glicerina são apenas alguns exemplos. A largura do arco-íris é uma função do índice de refração, que varia diretamente com a densidade do material. Você pode até mesmo ver um arco-íris quando a luz passa da água através de um cristal claro ou pedaço de vidro e de volta para a água.
Cores do Arco-Íris
Embora tradicionalmente identifiquemos um arco-íris por sete cores componentes , na verdade é um continuum sem limites discretos de um matiz para o próximo. Foi Newton quem arbitrariamente dividiu o espectro em sete cores em deferência aos antigos gregos, que acreditavam que sete eram um número místico. As cores são, desde o maior comprimento de onda até o mais curto, vermelho, laranja, amarelo, verde, azul, anil e violeta. Se você está procurando uma maneira de lembrar o pedido, use o acrônimo ROYGBIV, pronunciado roy-gee-biv, ou tente este mnemônico: ROY Gave Betti Violets.
A freqüência de comprimento de onda aumenta à medida que você prossegue arco-íris de vermelho para violeta. Isso significa que a energia dos fótons individuais - ou pacotes de ondas - também aumenta, porque os dois são diretamente relacionados pela Lei de Planck.
