Los Espectros





Luz Color y Espectro

La luz blanca es en realidad una mezcla de diferentes colores -los del espectro visible-, cada uno de ellos con longitudes de onda (y frecuencias) diferentes. Hablamos usualmente de los siete colores espectrales: el rojo (máxima longitud de onda), naranja, amarillo, verde, azul, añil y violeta (mínima longitud de onda); pero de hecho no existen fronteras definidas entre ellos; se funden entre sí, como los colores del arco iris, dando lugar a un espectro continuo.

Dispersión

La luz blanca se separa en sus colores (longitudes de onda) constitutivos cuando pasa, en un ángulo determinado, de un medio de una densidad a otro de densidad diferente, por ejemplo del aire al vidrio. Este fenómeno se llama dispersión. Las ondas de diferente longitud se propagan en el segundo medio a velocidades ligeramente diferentes y su ángulo de refracción también es, por esa razón, algo diferente. Como consecuencia, la luz blanca sale dispersa del medio en cuestión con sus colores componentes separados en forma de espectro.

Un ejemplo natural de esa dispersión se produce en el arco iris: lo vemos al ser refractada (y dispersada) la luz solar por las gotas de la lluvia. Además de ser dispersados dentro de las gotas, los rayos de luz son reflejados internamente hacia el suelo. Los distintos colores de la luz se refractan en ángulos diferentes y por eso salen de la gota en ángulos diferentes, de los 42° del violeta a 41° del color rojo. El observador ve el rojo arriba del arco iris y el violeta abajo debido a que, cuando una gota está en el ángulo adecuado para reflejarle la luz roja, la luz violeta que sale también de ella pasa sobre su cabeza. Similarmente, otra gota situada a menos altura está en el ángulo necesario para emitir la luz violeta, mientras que la luz roja, que refleja a un ángulo ligeramente mayor, pasa por debajo del ojo de la persona.

El grosor del arco iris es de 2º de arco bastante constantes, aunque su situación aparente se relaciona con la del observador. Por otra parte, un arco iris es siempre un arco de una circunferencia, la porción que se ve de esa circunferencia depende de la altura de las gotas, la altitud a la que está situado el observador, y el ángulo del sol sobre el horizonte. Se puede ver a veces otro arco, más pálido (llamado arco iris secundario), separado y hacia afuera del primero. Lo produce un reflejo interno adicional de los rayos de luz dentro de las gotas de lluvia, y, por esa razón, el orden de los colores está invertido: el violeta arriba y el rojo abajo.

El azul del cielo se debe a un fenómeno llamado dispersión. Las moléculas de gas de la atmósfera dispersan la luz solar por difracción, en especial las longitudes de onda corta situadas en el extremo azul del espectro; el resultado es el cielo azul. Más arriba de la atmósfera hay menos moléculas de gas, por lo que se produce menos dispersión y el cielo se ve negro. Al amanecer y en el ocaso, la luz del Sol nos llega después de atravesar una profundidad de atmósfera mucho mayor. La componente azul de la luz se dispersa en ángulos grandes, quedando sólo la luz de las longitudes más grandes. El resultado -sobre todo cuando el aire contiene partículas de polvo, que aumentan la dispersión- es que se ve" rojo el Sol y el cielo que lo rodea.

los espectros

En el arco iris primario el rojo aparece arriba del todo y el violeta abajo del todo. Se producen los colores porque la luz solar que entra en una gota de agua (A) se refracta y dispersa (con separación de los colores), sufre reflexión interna, y se refracta de nuevo al salir de la gota. Los rayos rojos le llegan al observador formando un ángulo más pronunciado que los violetas. En el caso del arco iris secundario (B) en cada gota de agua se dan dos reflexiones internas de la luz dispersada, produciéndose una inversión de los colores espectrales.



  • arco iris

  • longitud de onda del espectro de luz blanca

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