La luce visibile è composta da una miscela di frequenze di luce. Ciò che vediamo come luce bianca include tutti i colori dell'arcobaleno, dal viola ad alta frequenza al rosso a bassa frequenza. Quando la luce bianca passa attraverso un prisma di vetro triangolare, viene separata in uno spettro di colori: rosso, arancione, giallo, verde, blu, indaco e viola. Questo processo di separazione della luce bianca in colori è noto come dispersione.

Luce bianca

La luce visibile è una piccola porzione dello spettro elettromagnetico, che va dalle onde radio a bassa frequenza alla frequenza ultraelevata raggi gamma. La luce ad alta frequenza ha una lunghezza d'onda più corta e una luce a frequenza più bassa ha una lunghezza d'onda più lunga. La luce visibile varia in lunghezze d'onda da 400 a 700 nanometri. Le radiazioni elettromagnetiche con lunghezze d'onda più lunghe sono conosciute come infrarossi, che noi riconosciamo come calore. Le radiazioni elettromagnetiche con lunghezze d'onda più corte sono l'ultravioletto, che è il tipo di radiazione che provoca le scottature. La luce si comporterà in modo diverso mentre passa attraverso un materiale trasparente, a seconda della sua lunghezza d'onda.

Densità ottica

La densità ottica è un termine che descrive come si comporta la luce quando passa attraverso materiale trasparente. Se qualcosa ha un'alta densità ottica, allora ha una maggiore capacità di rallentare la luce mentre passa attraverso. Quando la luce colpisce qualcosa di trasparente, viene assorbita dagli atomi del materiale, quindi rilasciata. Questo fa sì che la luce passi dall'atomo all'atomo attraverso il materiale. Tuttavia, il processo di assorbimento e emissione può essere leggermente più veloce o più lento, a seconda della lunghezza d'onda della luce. La luce con lunghezze d'onda più corte viene rallentata più della luce con lunghezze d'onda maggiori.

Rifrazione

Quando la luce passa da un materiale all'altro, si piega o si rifrange. Questo accade perché i due materiali hanno densità ottiche diverse. Ad esempio, quando la luce passa dall'aria al vetro, il vetro ha una densità ottica maggiore dell'aria. Ciò fa sì che la luce si pieghi più vicino al normale, che è una linea immaginaria perpendicolare alla superficie. Quando la luce raggiunge l'altro lato del vetro ed esce nell'aria, passando da una maggiore densità ottica a una minore, la luce si abbassa dal normale.

Angolo di rifrazione

La luce con lunghezze d'onda più corte si piega di più man mano che le lunghezze d'onda passano da un materiale all'altro. Quindi, quando la luce bianca entra in un lato di un prisma, le componenti della luce viola vengono piegate di più, poi quelle indaco, poi quelle blu, seguite da verde, giallo, arancione e rosso. Se il prisma fosse un pezzo di vetro piatto, la luce emergerebbe come luce bianca sull'altra estremità perché uscisse allo stesso angolo in cui era entrata, e la luce si sarebbe semplicemente piegata all'angolo originale. Tuttavia, poiché un prisma è triangolare, l'angolo a cui esce è diverso da quello in cui è stato inserito. Quando la luce esce dal prisma, la luce violetta è piegata ancora di più, come lo sono gli altri colori in successione. Il risultato è la dispersione della luce bianca nell'intero spettro.

Diffrazione e riflessione

Un prisma si traduce in una dispersione ordinata della luce nei suoi colori componenti. Tuttavia, la luce può anche essere dispersa in modi meno ordinati. Superfici riflettenti non uniformi possono disperdere la luce nei suoi colori componenti riflettendola a vari angoli. Questo è più comunemente visto sugli esoscheletri iridescenti di alcuni insetti o sul lato bruciato di un CD o DVD. La diffrazione, che è la flessione delle onde luminose attorno a un bordo, può anche disperdere la luce nei suoi colori componenti. Questo accade quando le onde luminose piegate o riflesse interferiscono l'una con l'altra, il che è diverso da come un prisma separa effettivamente la luce pura.