Olhe para o céu chuvoso! O que você vê? Bem, se apenas choveu e o sol está brilhando novamente, é provável que você veja um arco-íris. Sempre uma visão encantadora, não é? Mas por que, depois de uma tempestade, o ar parece capturar a luz da maneira certa para produzir esse magnífico fenômeno natural? Muito parecido com estrelas, galáxias e o vôo de um zangão, alguma física complicada está por trás desse belo ato da natureza. Para iniciantes, esse efeito, onde a luz é dividida no espectro visível das cores, é conhecido como Dispersão da Luz. Outro nome para ele é o efeito prismático, já que o efeito é o mesmo como se alguém olhasse para a luz através de um prisma.
Simplificando, a luz é transmitida em várias frequências ou comprimentos de onda diferentes. O que conhecemos como "cor" são, na realidade, os comprimentos de onda visíveis da luz, todos os quais viajam em velocidades diferentes através de diferentes mídias. Em outras palavras, a luz se move a uma velocidade diferente no vácuo do espaço, do que no ar, na água, no vidro ou no cristal. E quando entra em contato com um meio diferente, os diferentes comprimentos de onda da cor são refratados em diferentes ângulos. As frequências que viajam mais rapidamente são refratadas em um ângulo mais baixo, enquanto as que viajam mais lentamente são refratadas em um ângulo mais nítido. Em outras palavras, eles são dispersos com base em sua frequência e comprimento de onda, bem como no Índice de refração dos materiais (isto é, com que precisão refrata a luz).
O efeito geral disso - diferentes frequências de luz sendo refratadas em diferentes ângulos à medida que passam por um meio - é que elas aparecem como um espectro de cores a olho nu. No caso do arco-íris, isso ocorre como resultado da passagem da luz no ar saturada com água. A luz solar é frequentemente chamada de "luz branca", pois é uma combinação de todas as cores visíveis. No entanto, quando a luz atinge as moléculas de água, que têm um índice de refração mais forte que o ar, ela se dispersa no espectro visível, criando a ilusão de um arco colorido no céu.
Agora considere um painel de janela e um prisma. Quando a luz passa através do vidro que possui lados paralelos, ela retorna na mesma direção em que entrou no material. Mas se o material tiver a forma de um prisma, os ângulos de cada cor serão exagerados e as cores serão exibidas como um espectro de luz. Vermelho, uma vez que possui o maior comprimento de onda (700 nanômetros) aparece no topo do espectro, sendo o menos refratado. É seguido logo depois por laranja, amarelo, verde, azul, índigo e violeta (ou ROY G. GIV, como alguns gostam de dizer). Essas cores, note-se, não parecem perfeitamente distintas, mas se misturam nas bordas. Somente através de experimentação e medição contínuas é que os cientistas foram capazes de determinar as cores distintas e suas frequências / comprimentos de onda específicos.
Escrevemos muitos artigos sobre dispersão de luz para a Space Magazine. Aqui está um artigo sobre o telescópio refrator e outro sobre luz visível.
Se você quiser obter mais informações sobre a dispersão da luz, confira estes artigos:
dispersão da luz por prismas
Perguntas e Respostas: Dispersão da Luz
Também gravamos um episódio do Astronomy Cast, sobre o Telescópio Espacial Hubble. Ouça aqui, episódio 88: O Telescópio Espacial Hubble.
Fontes:
http://en.wikipedia.org/wiki/Refractive_index
http://en.wikipedia.org/wiki/Dispersion_%28optics%29
http://www.physicsclassroom.com/class/refrn/u14l4a.cfm
http://www.phy.ntnu.edu.tw/ntnujava/index.php?topic=415.0
http://www.school-for-champions.com/science/light_dispersion.htm
