La scomposizione della luce bianca nel prisma

La luce bianca è composta da tutti i colori dello spettro.

Perché? Nello spettro elettromagnetico della luce visibile le radiazioni con maggiore frequenza tendono al colore blu e viola mentre quelle con minore frequenza al rosso e al giallo. L'insieme di tutti i colori compone il colore bianco.

La natura composta della luce venne dimostrata per la prima volta nel 1666 dal fisico inglese Isaac Newton.

L'esperimento del prisma di Newton

Newton fu il primo a capire la composizione della luce.

Per scomporre la luce, Newton fece passare un raggio di luce bianca in un prisma di vetro.

l'esperimento della scomposizione della luce in un prisma

La luce bianca entra nel prisma e lo attraversa.

Quando la luce fuoriesce dal prisma, viene scomposta nei sette colori fondamentali.

Quali sono i sette colori fondamentali?

I colori fondamentali in natura sono i seguenti:

  1. rosso
  2. arancione
  3. giallo
  4. verde
  5. blu
  6. indaco
  7. viola

Nota. Sono i colori tipici dell'arcobaleno nel cielo. Un arcobaleno si forma perché la luce bianca proveniente dal Sole viene scomposta nei colori fondamentali dalle gocce d'acqua presenti nell'atmosfera.

La spiegazione della scomposizione della luce

La dispersione della luce non è sempre uguale.

Occorre considerare due aspetti:

  1. La velocità della luce varia a seconda della lunghezza d'onda.
    Quando la luce attraversa un mezzo denso, come il prisma di vetro, la velocità della luce è leggermente diversa a seconda della lunghezza d'onda ( o frequenza ) delle radiazioni.
    la velocità della luce varia a seconda della lunghezza d'onda della radiazione elettromagnetica
  2. L'angolo di rifrazione varia a seconda della velocità della luce.
    La luce ha un angolo di rifrazione differente a seconda della velocità del raggio di luce.
    l'angolo di rifrazione cambia in base alla velocità della luce

Pertanto, l'angolo di rifrazione della luce varia a seconda della lunghezza d'onda.

L'angolo di rifrazione è più alto nelle alte frequenze, è più basso nelle basse frequenze.

Esempio. La radiazione elettromagnetica della luce ad alta frequenza ( es. blu e viola ) ha un angolo di rifrazione molto più marcato rispetto a quella a bassa frequenza ( es. rosso e giallo ).

Sappiamo che la luce bianca è composta dalle radiazioni con diverse lunghezze d'onda ( colori ).

nella luce i colori hanno lunghezze d'onda differenti ( frequenze differenti )

Poiché ogni colore ha un angolo di rifrazione diverso, quando il raggio di luce bianca esce dal prisma devia in modo diverso a seconda della lunghezza d'onda ( colore ).

la diffusione della luce nel prisma

Per questa ragione si forma un ventaglio di colori dal rosso al viola.

In conclusione, nella dispersione della luce i raggi sono deviati con un angolo differente a seconda della lunghezza d'onda.

La scomposizione della luce è reversibile o irreversibile?

La scomposizione della luce è un fenomeno fisico reversibile.

E' infatti possibile ricomporre il fascio di luce bianca originario facendo convergere i raggi colorati.

La ricomposizione della luce bianca tramite un secondo prisma rovesciato

Se collochiamo un secondo prisma capovolto dopo il primo, l'angolo di rifrazione viene esattamente compensato.

l'esperimento del secondo prisma rovesciato

Dal secondo prisma fuoriescono i raggi colorati e convergono tutti in un'unica direzione.

In questo modo viene ricomposta la luce bianca.



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