Óptica

Prisma de luz blanca

Un prisma refracta más el azul que el rojo, así la luz blanca se abre en un espectro (δ = θ₁ + θ₄ − A).

Prisma de luz blanca — simulación interactiva de Óptica. Un prisma refracta más el azul que el rojo, así la luz blanca se abre en un espectro (δ = θ₁ + θ₄ − A). Laboratorio virtual de física gratuito en el navegador con mediciones SI en vivo y un tutorial guiado.

Dispersión

Un prisma refracta más el azul que el rojo, así que la luz blanca se abre en un espectro (δ = θ₁ + θ₄ − A).

La ley de Snell usa un índice n(λ) dependiente de la longitud de onda, por lo que cada color se refracta en un ángulo ligeramente diferente. El vértice de un prisma separa la luz blanca en un espectro, con el violeta doblándose más. La dispersión angular δ depende del ángulo del prisma y del número de Abbe del material.

• Índice de refracción varía con λ
• El azul se dobla más

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

La luz que entra en un prisma de vidrio se dobla (refracta) en cada cara y emerge desviada de su dirección original. ¿Cambiar el ángulo de incidencia en la primera cara siempre cambia la desviación total en la misma dirección?

Predicciones para pesar

• La desviación siempre aumenta a medida que aumenta el ángulo de incidencia.
• No: la desviación en realidad tiene un mínimo en algún ángulo de incidencia específico, no una simple tendencia creciente o decreciente.
• La desviación siempre disminuye a medida que aumenta el ángulo de incidencia.

Roles variables

Lo que configuraste:

• Ángulo de incidencia θ₁ (°)

Lo que mides:

• Desviación total δ (°)

Cómo se desarrolla la investigación

1. Abra el ajuste preestablecido de prisma de luz blanca y presione Restablecer. Este prisma de vidrio corona tiene un ángulo de vértice A = 60°, índice n = 1.5.
2. Habilite la lectura de desviación total.
3. Establezca el ángulo de incidencia en la primera cara para cada prueba y registre la desviación total.

Ecuación rectora

Desviación del prisma — δ = θ₁ + θ₄ − A

Un rayo que pasa a través de un prisma se refracta en ambas caras. La desviación total combina ambas curvaturas y el propio ángulo del vértice del prisma: δ = θ₁ + θ₄ − A, donde θ₂ y θ₄ provienen de la ley de Snell en cada cara.

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

• Para una prueba, calcule θ₂ = asin(sin θ₁/n) (Snell en la primera cara), θ₃ = A − θ₂ (geometría del prisma), θ₄ = asin(n·sin θ₃) (Snell en la segunda cara), luego δ = θ₁ + θ₄ − A. Compare con la tabla.
• Explique por qué la desviación no es una simple función monótona del ángulo de incidencia: la geometría del prisma (doblarse en DOS caras) crea un mínimo genuino en el ángulo de paso simétrico, explorado directamente en el experimento de desviación mínima.

¿Dónde aparece esto más allá del laboratorio?

• La luz blanca contiene muchas longitudes de onda, cada una con un índice de refracción (dispersión) ligeramente diferente, por lo que cada color se desvía en una cantidad ligeramente diferente, avivando la luz blanca hacia un espectro visible. Este experimento utiliza un único índice representativo; La luz blanca real se extiende formando un arco iris.
• Un arco iris se forma a partir de la luz solar que se refracta y se refleja internamente dentro de las gotas de lluvia esféricas: una geometría más compleja que este prisma de cara plana, pero impulsada exactamente por el mismo principio de refracción (dispersión) dependiente de la longitud de onda.

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

1. Bienvenido al prisma de luz blanca
2. Selecciona el prisma
3. Pulsa Reproducir
4. La luz blanca se dispersa
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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Descargar ficha de laboratorio →

Ley de Snell de la refracción