Óptica

Prisma de agua (arcoíris)

El agua (n≈1,33) dispersa mucho menos que el vidrio — la suave separación que pinta un arcoíris.

Prisma de agua (arcoíris) — simulación interactiva de Óptica. El agua (n≈1,33) dispersa mucho menos que el vidrio — la suave separación que pinta un arcoíris. Laboratorio virtual de física gratuito en el navegador con mediciones SI en vivo y un tutorial guiado.

Dispersión en agua

El agua (n≈1.33) dispersa mucho menos que el vidrio: la suave separación que pinta un arcoíris.

El modesto índice del agua (≈1.33) y su baja dispersión producen un espectro suave — la física detrás de los arcoíris naturales, donde diminutas gotas de agua actúan como prismas. Menos dispersión que el vidrio, pero suficiente para separar los colores visiblemente.

• n ≈ 1.33
• Propagación suave del arco iris

Informe de investigación

Planifique la pregunta antes de abrir el laboratorio.

El resumen refleja la página prerenderizada: la pregunta guía, las predicciones contrapuestas, los roles de las variables, las leyes que rigen, la preparación y las indicaciones de análisis y extensión permanecen visibles y en este orden.

Pregunta de conducción

El agua tiene un índice de refracción más bajo (n ≈ 1.33) que el vidrio. ¿Un prisma lleno de agua desvía la luz menos que un prisma de vidrio equivalente?

Predicciones para pesar

• Sí, el índice más bajo del agua significa menos flexión en cada cara, por lo tanto, menos desviación total que un prisma de vidrio con el mismo ángulo de vértice.
• Un prisma de agua desvía la luz más que el vidrio.
• La desviación es la misma independientemente del índice del medio.

Roles variables

Lo que configuraste:

• Ángulo de incidencia θ₁ (°)

Lo que mides:

• Desviación total δ (°)

Cómo se desarrolla la investigación

1. Abra el preajuste de prisma de agua y presione Restablecer. Este prisma lleno de agua tiene un ángulo de vértice A = 60°, índice n = 1.33.
2. Habilite la lectura de desviación total.
3. Establezca el ángulo de incidencia para cada prueba y registre la desviación total.

Ecuación rectora

Los medios de menor índice se desvían menos — δ = θ₁ + θ₄ − A

El índice de refracción del agua (1.33) es más bajo que el del vidrio típico (1.5–1.66), por lo que un prisma de agua curva la luz con menos fuerza en cada cara: desviación total más pequeña δ = θ₁ + θ₄ − A para el mismo ángulo de vértice e incidencia.

Lo que la hoja de trabajo imprimible les pide a los estudiantes que resuelvan

• Para una prueba, calcule θ₂ = asin(sin θ₁/n), θ₃ = A − θ₂, θ₄ = asin(n·sin θ₃), luego δ = θ₁ + θ₄ − A, usando n = 1.33. Compare con la tabla.
• Compare sus valores de desviación con los del experimento del prisma de luz blanca (mismo ángulo de vértice, índice más alto). Explique por qué el índice más bajo del agua produce una desviación menor en cada ángulo de incidencia coincidente.

¿Dónde aparece esto más allá del laboratorio?

• Un arco iris es esencialmente millones de pequeños 'prismas' esféricos de gotas de agua que refractan y reflejan internamente la luz solar. Explique por qué la dispersión relativamente modesta del agua (en comparación con el vidrio) todavía produce un espectro visible, aunque algo menos vívido, en un arco iris.
• En este experimento, el prisma de pedernal (n≈1.66), el prisma de luz blanca/vidrio de corona (n=1.5) y el prisma de agua (n=1.33) forman una tendencia clara: los medios ópticos más densos dispersan y desvían más la luz. Explique por qué esta tendencia sigue la misma física que la tendencia del ángulo crítico del experimento tir.

• AP Physics 2 — Unit 13: Geometric Optics
• General High School Physics — Light & optics
• NGSS High School Physics — Wave properties

1. Bienvenido al prisma de agua
2. Selecciona el prisma
3. Pulsa Reproducir
4. Dispersión suave en agua
5. Abre el Inspector
6. ¡Lo lograste!

Abre la simulación interactiva para construir la escena, presiona Play y explora con mediciones en tiempo real y un tutorial guiado.

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Ley de Snell de la refracción