O efeito colorido de um prisma

Você já parou pra pensar sobre como ocorre a formação de um fenômeno natural tão bonito como o arco-íris? Já pensou sobre a formação das cores em um prisma? Vamos então lembrar algumas coisas vistas no artigo sobre emissão de luz:

  • A luz é um conjunto de ondas eletromagnéticas que também se comportam como partículas;
  • Cada partícula de luz visível possui uma cor, sendo o branco a presença de todas as cores, que vai do vermelho ao violeta;
  • Cada cor possui um comprimento de onda diferente.

Agora vamos supor que você tenha uma incidência de luz branca em um prisma. Dentro desse objeto ocorre a refração da luz, que se dispersa em diferentes cores formando um “arco-íris artificial”. A refração ocorre devido à mudança do meio transparente onde a partícula de luz viaja.
No vácuo, por exemplo, a velocidade da luz é de, aproximadamente, 299.792.458 metros por segundo; é uma velocidade muito alta! No vácuo não tem átomos para atrapalhar a viagem da luz e, por isso, ela atinge sua velocidade máxima. Quando o fóton muda de um meio para outro, como por exemplo, na passagem do ar para a água, a velocidade da luz é reduzida devido à maior dificuldade de locomoção dos fótons. Na água os átomos estão mais perto uns dos outros, havendo mais colisões entre os fótons e os átomos presentes na água, o que diminui a velocidade de propagação da luz.

A mesma coisa acontece no vidro. A velocidade de propagação da luz na água chega a 225 milhões de metros por segundo, aproximadamente. No vidro essa velocidade é de 200 milhões m/s.
Com a mudança da velocidade, a luz é refratada, formando um ângulo, e uma parte das partículas é refletida.

Assista o vídeo com a representação da refração de luz verde e observe o ângulo que a luz forma ao entrar na água:

prisma.jpg

Cada cor de luz possui uma velocidade diferente, sendo o vermelho a cor mais rápida e com o maior comprimento de onda. As cores passam a ter um diferente ângulo de refração, o que faz com que a mudança do meio separe as cores. Esse fenômeno é chamado de dispersão da luz.

O mesmo fenômeno do prisma acontece na natureza com a formação do arco-íris no ar úmido durante ou depois de uma chuva. Com a luz branca solar incidindo nas gotículas de água presentes na atmosfera, a trajetória dos fótons é ligeiramente alterada e acontece a dispersão da luz branca, deixando o céu coloridinho. Mas, na realidade, o arco-íris não está no céu; esse fenômeno é uma ilusão de ótica que dá pra ver dependendo do ponto de vista do observador.arcoiris.jpg

Referências:

Só Física. Prisma. Disponível em: http://www.sofisica.com.br/conteudos/Otica/Refracaodaluz/prisma.php;

FRAGNITO, Hugo L. e COSTA, Antonio C. Dispersão da luz por um prisma. Disponível em: http://sites.ifi.unicamp.br/hugo/files/2013/12/prism.pdf;

SANTOS, Marco Aurélio Da Silva. “Formação de um arco-íris”; Brasil Escola. Disponível em http://brasilescola.uol.com.br/fisica/formacao-um-arco-iris.htm.

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Um comentário sobre “O efeito colorido de um prisma

  1. Já pararam pra pensar o porquê de a refração da luz ocorrer? Isto é, qual seria o motivo de a luz mudar de caminho quando passa de um meio para outro meio? Ela não poderia simplesmente continuar a sua trajetória, apenas mudando de velocidade? Eu tenho apenas algumas conjecturas, mas não sei se são corretas. Certamente isto tem alguma relação com a concentração de átomos num determinado meio, dado que a velocidade da luz é menor quando não está no vácuo, onde possui a sua maior velocidade (cerca de 300 mil km/s) e onde não existem átomos, apenas vácuo.

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