¡Descarga Dispersión Cromática y más Apuntes en PDF de Óptica solo en Docsity!
Fenómenos ópticos que se observan en esteprisma:
Refracción, dispersión cromática,
reflexión parcial, (desviación).
Luz refractada y dispersión cromática
Reflexión parcial
Rayoincidente
Reflexión parcial
La luz que se refracta se dispersa cromàticamente (esdecir, las componentes espectrales de la luz se separanentre sí cierto ángulo).Sin embargo, si ocurre una reflexióninterna en el camino que recorre la luz, los colores sereagrupan y el haz que emerge no está afectado dedispersión cromática
FENÓMENO de DISPERSIÓN CROMÁTICA Sir Isaac Newton (siglo XVII) realizó experimentos para determinar el origende la formación de luces de distinto color:
Luz solar
Proyectó en una pantallalas luces de color queemergían del prisma
Hizo incidir un haz de luz solar en unprisma y observó cómo la luz refractadapresentaba diferentes colores.
¿Es el prisma quien genera los colores observados? ¾
Newton construyó un prisma hueco, lo rellenó con diferentes sustancias
transparentes e hizo incidir la luz solar en ellos
Material 1: n
1
Material 2: n
2
Separó cada color y lo hizo incidir en otro prisma
Cada color no se descomponía en más colores, sibien se desviaba un ángulo distinto según el colorde la luz (dispersión angular).
CONCLUSIÓN: los coloresobservados forman parte de la luzsolar, donde están superpuestos,y un prisma logra separarlosangularmente por refracción.
La mayoría de las fuentes luminosas que utilizamos(tubos fluorescentes, bombillas de bajo consumo,halógenos, etc) son
policromáticas
= la luz que emiten
contiene varias longitudes de onda. Pero el ojo no escapaz de distinguir las distintas
λ
que componen la luz y
“ve” el color resultante de la mezcla. No ocurre lo mismocon el sonido, el oído sí es capaz de distinguir latrompeta del piano aunque ambos suenensimultáneamente en un concierto. Los láseres, sinembargo, son fuentes de luz bastante monocromáticas(emiten una
λ
principal rodeada de un pequeño ancho
de banda).
Obtuvo siempre el mismo espectro(los mismos colores en el mismoorden), aunque según el materialempleado la desviación era distinta.
Mayor desviación ydispersión cromática
δ
22
δ
11
Espectro solar de Fraunhofer
Fraunhofer observó que el espectro de la luzsolar presentaba líneas oscuras.Posteriormente se descubrió que los gasesproducen un espectro discreto: cada elementoquímico gaseoso emite y absorbe un conjuntodeterminado de longitudes de onda.Las bandas oscuras del espectro solar son las
λ
emitidas por el sol y que son absorbidas por losgases (Hidrógeno, Helio, etc) de las capasexternas del Sol.
Joseph von Fraunhofer (1787-1826)
Óptico alemán
δ
Unos materiales son más dispersivos que otros, es decir, son capaces de producir una mayorseparación angular entre las componentes espectrales:
δ
Material másdispersivo:
Material menosdispersivo:
Mide el salto en el índice entre los extremos delespectro visible (azul y rojo), comparado con cuántose aleja el índice de refracción del centro delespectro (amarillo) del minimo (n =1).
n
n
n
P
d
C
F
d
El
PODER DISPERSIVO
de un
material transparente se define:
donde F, C y d representan líneas concretas del espectro solar de Fraunhofer:
Se utilizan como referencia líneasespectrales de la luz solar porque esuna fuente de luz universal: todo elmundo tiene acceso a ella.
n
F
= índice de refracción para
λ
F
= 486.1 nm
(
línea azul del Hidrógeno
)
n
C
= índice de refracción para
λ
C
= 656.3 nm
(
línea roja del Hidrógeno
)
n
d
= índice de refracción para
λ
d
= 587.6 nm
(
línea amarilla del Helio
), está muy próxima a la línea doble
amarilla del sodio (D).
Cuando se dice que un material tiene tal índice de refracción y sólo se indica un número, se refiere al índice para la luz amarilla, normalmente la línea“d” del Helio (
λ
d
= 587.6 nm ) o la longitud de onda “D” situada en el centro de la doble línea de emisión del sodio (
λ
D
= 589.3 nm).
d
Cada color se desvía un ángulo distinto porque el índice de refracción del prisma varía con
λ
(n
λ
).
Todo material transparente cumple:
λ ↑↑ ⇒
n
λ
↓↓
n n
rojorojo
< n<
n
naranjanaranja
< n<
n
amarillo amarillo
< n<
n
verde verde
< < n
n
azulazul
< < n
n
aañ
ñil
il
< n<
n
violeta violeta
Ej: Hallar el poder dispersivo de un vidrio con los siguientes índices de refracciónn
F
= 1.53303, n
d
= 1.52704, n
C
= 1.52441:
El poder dispersivo suele tomar valores MUY PEQUEÑOS. Por ello, no resulta práctico trabajar con él y sedefine otro parámetro para medir al capacidad de dispersión cromática de los materiales:Ventaja: toma valores manejables:
30 < V
d
CUIDADO: se razona al revés,
son más dispersivos los materiales con Nº de Abbe bajo
, y
viceversa.
En el ejemplo anterior, V
d
= 60.
n
n
n
P
d
C
F
d
C
F
d
d
d
n
n
1
n
P
1
V
−
−
=
=
El
Número de Abbe (Nº de Abbe) de
un material
se define como el inverso
del poder dispersivo:
Según su Nº de Abbe los materiales se clasifican en dos tipos: ¾
Materiales
FLINT
: aquéllos con
30 < V
d
< 50
.
Muy dispersivos
.
¾
Materiales
CROWN
: aquéllos con
V
d
. Poco dispersivos.
Y si el haz está inclinado,también focaliza a distinta alturasegún la La aberración cromática (longitudinal y transversal) produce bordes coloreadosalrededor de las imágenes y deteriora la calidad de la imagen:
λ
Se conoce como:
aberraci aberració
ón crom
n cromá
ática
tica
transversaltransversal
Por ello, los objetivos fotográficos suelen combinar dos lentes: una tipo FLINT(muy dispersiva) y otra tipo CROWN (poco dispersiva) para corregir laaberración cromática longitudinal y transversal: Así se logran imágenes mucho más nítidas. Al conjunto FLINT+CROWNse le denomina “doblete acrom
doblete acromá
ático
tico” porque corrige la aberración
cromática. Los instrumentos ópticos suelen llevarlos.
