DESCOMPOSICIÓN DESCOMPOSICIÓN DE LA LUZ EN UN PRISMA, REUNIFICACIÓN DE LOS COLORES DEL ESPECTRO, MEZCLA ADITIVA DE COLORES LABORATORIO DE FISICA CALOR Y ONDAS
INTEGRANTES NOMBRE
CODIGO
1
DAVID GOMEZ O.
101610107
2
JUAN VILLARREAL G.
101610129
3
DANIEL BARRIOS
101613270
GRUPO KD DOCENTE: EDUARDO MARTINEZ
UNIVERSIDAD AUTONOMA DEL CARIBE FACULTAD DE INGENIERIA DPARTAMENTO DE CIENCIAS BASICAS LABORATORIO DE FISICA BARRANQUILLA 2016-02
Tabla de contenido MARCO TEÓRICO ...................................................................................................................... 3
OBJETIVOS ................................................................................................................................. 5
DESCRIPCIÓN DE LA EXPERIENCIA ..................................................................................... 6
MATERIALES ............................................................................................................................. 8
TABLA DE DATOS ..................................................................................................................... 9 Descomposición de la luz en un prisma .................................................................................... 9 Reunificación de los colores del espectro ................................................................................. 9 Mezcla aditiva de colores .......................................................................................................... 9
OBSERVACIONES .................................................................................................................... 10
CONCLUSIÓN ........................................................................................................................... 11
HOJA DE EVALUACIÓN ......................................................................................................... 12 Descomposición de la luz en un prisma .................................................................................. 12 Reunificación de los colores del espectro ............................................................................... 13 Mezcla aditiva de colores ........................................................................................................ 14
MARCO TEÓRICO Un prisma es un objeto capaz de refractar, reflejar y descomponer la luz en los colores del arco iris. Generalmente, estos objetos tienen la forma de un prisma triangular, de ahí su nombre. Si sobre el prisma incide un rayo luminoso, éste penetra en el prisma y luego lo abandona por la otra cara. En la figura, el ángulo que forma el rayo incidente con la normal N1 se llama ángulo de incidencia i, el que forma el rayo emergente con la normal N2 se denomina ángulo de emergencia y el que forma el rayo incidente con el emergente se llama ángulo de desviación δ. Cuando un haz de luz blanca incide sobre un prisma de vidrio, como se indica en la figura, la luz se descompone en un conjunto de colores o espectro. Esta descomposición en colores se denomina dispersión. La luz violeta es la que más se desvía, mientras que la roja es la que menos se desvía. El cambio en la dirección de la luz es mayor cuanto mayor es el índice de refracción. Por lo tanto el prisma de vidrio no tiene un índice de refracción único, es mayor para la luz violeta que para la roja. La dependencia del índice de refracción de una sustancia con la longitud de onda se denomina dispersión.
Espectro de luz. Se le llama espectro de luz a la región del espectro electromagnético que el ojo humano es capaz de percibir. A la radiación electromagnética en este rango de longitudes de onda se le llama luz visible o simplemente luz. No hay límites exactos en el espectro de luz: un típico ojo humano responderá a longitudes de onda de 390 a 750 nm, aunque algunas personas pueden ser capaces de percibir longitudes de onda desde 380 hasta 780 nm. Los arcoíris son un ejemplo de refracción del espectro de luz.
La luz es entonces una combinación de colores (cada color de diferente frecuencia y longitud de onda). La luz blanca es una mezcla de rayos de luz combinados (rayos infrarrojos, rayos ultravioleta, etc.). Cada uno de estos rayos tiene su propia longitud de onda, y es la variación de esta longitud de onda la que permite obtener todos los colores posibles. La percepción del color depende de dicha longitud, cuando la luz incide sobre un cuerpo, este refleja con mayor intensidad algunas longitudes de onda que otras. Estas al ser percibidas por el ojo humano determinan el color característico de dicho cuerpo. El ojo humano tiene una capacidad limitada y no es capaz de ver luz de longitudes de onda mayores a la de la luz ultravioleta, ni menores a la de la luz infrarroja. La luz que todos vemos, se descompone en los colores que se muestran en la tabla anterior. La luz blanca es la combinación de todos los colores y la negra es ausencia de ellos.
La mezcla aditiva de colores es un sistema de formación del color en el que los colores se consiguen sumando luces con distintas longitudes de onda, es decir, en el que la suma de luces forma el color. El proceso de reproducción aditiva normalmente utiliza luz roja, verde y azul para producir el resto de colores. Combinando uno de estos colores primarios con otro en proporciones iguales produce los colores aditivos secundarios: cian, magenta y amarillo. Combinando los tres colores primarios de luz con las mismas intensidades, se produce el blanco. La mezcla aditiva es la base de dispositivos como los monitores de ordenador, los televisores y, en general, todos aquellos que forman imágenes usando luces.
OBJETIVOS
Estudiar la descomposición de la luz blanca (dispersión) al refractarse en un prisma.
Estudia la posibilidad de reunificar la luz blanca que ha sido descompuesta en un prisma.
Estudiar que colores compuestos de pueden conseguir combinando haces de luz de distintos colores.
DESCRIPCIÓN DE LA EXPERIENCIA Descomposición de la luz en un prisma y reunificación de los colores del espectro
Conectamos la caja luminosa a la fuente de alimentación
Desplazamos la caja luminosa hasta que el borde inferior de la sombra del haz de luz coincida con la línea auxiliar.
Observamos el haz refractado que sale del prisma formando franjas.
Tapamos aproximadamente la mitad de la abertura de la caja luminosa, para que la luz saliera solo por la cara oblicua del prisma
Anotamos los colores que se ven en la pantalla
Introducimos cuidadosamente desde abajo la punta del prisma en ángulo recto dentro del abanico de colores de haz refractado
Repetimos el mismo procedimiento, pero cambiando en el haz la punta del prisma, poniéndolo desde arriba.
Quitamos el prisma en ángulo recto del papel.
Colocamos el diafragma de una rendija en la caja luminosa, en la parte del lente.
Desplazamos la caja luminosa para que el haz de luz incida sobre el prisma
Marcamos el haz de luz incidente y el centro y los bordes del haz refractado.
Repetimos el mismo proceso para la reunificación de colores, solo que unimos los dos lentes por sus caras planas y la situamos en el haz refractado abierto en abanico
Suprimimos el color rojo del haz en abanico antes de que entre a las lentes, color reunificado.
Repetimos el proceso, pero ahora suprimiendo la zona azul antes de las lentes
Mezcla aditiva de colores
Conectamos la caja luminosa a la fuente de alimentación
Colocamos en el foco delantero el filtro rojo y el diafragma de puerta, y en el foco lateral (soporte del espejo) el filtro verde.
Observamos la superposición de los haces de color.
Repetimos este paso combinando los filtros verde-azul y azul-rojo.
Modificamos el montaje, colocando el segundo soporte para espejos en el otro foco lateral
Colocamos en el foco delantero el filtro azul y el diafragma de puerta, y en los focos laterales los filtros verde y rojo
Acercamos y alejamos la caja luminosa de la pantalla, hasta que se observen en ella el mayor número de colores compuestos
MATERIALES Descomposición de la luz en un prisma y reunificación de los colores del espectro
Caja luminosa, halógena.
Tres diafragmas de cierre hermético.
Un diafragma de ½ rendijas.
Cuerpo óptico trapezoidal.
Cuerpo óptico de ángulo recto.
Fuente de alimentación.
Papel blanco.
Transportador.
Regla.
Mezcla aditiva de colores
Caja luminosa halógena con 3 diafragmas de cierre hermético.
Accesorio de la caja luminosa óptica para mezcla de colores.
Dos soportes para espejos y un diafragma de puerta.
Juego de filtros para mezcla de colores aditiva (rojo, azul verde).
Fuente de alimentación.
Papel blanco
TABLA DE DATOS Descomposición de la luz en un prisma
Posición de la punta del prisma en Angulo recto En la zona del rojo En todo el haz En la zona del azul En todo el haz
Observaciones Expansión y separación del color rojo con respecto a los demás Expansión y cambio de dirección en la refracción Expansión y separación del color azul con respecto a los demás. Expansión y cambio de dirección en sentido opuesto
Reunificación de los colores del espectro
Montaje experimental
Observación
Trayectoria de la luz sin la combinación de lentes
Se descompone la luz blanca
Combinación de lentes en la trayectoria de luz
Se reunifican los colores para formar la luz blanca
Supresión de la zona del rojo
La luz se refleja de color azul
Supresión de la zona del azul
La luz se refleja de color rojo
Mezcla aditiva de colores
Color de los filtros
Color compuesto observado
Rojo y verde
Amarillo
Azul y verde
Cian
Rojo y azul
Morado
Rojo, verde y azul
Blanco
OBSERVACIONES Cuando la luz blanca toca la punta del prisma trapezoidal la luz se descompone en diferentes colores
Cuando se coloca el prisma triangular en esa descomposición de colores, estos se desvían lo que forma el color rojo y el azul respectivamente.
Cuando colocamos dos prismas cóncavos, produce una reunificación de colores, la unión de todos estos da el color blanco
Si colocamos en una hoja, pasamos de la reunificación de colores, al estado inicial de la luz, sin los dos prismas cóncavos.
Se logró descomponer la luz blanca en colores convexo
Al momento de utilizar la caja luminosa y de seguir todo los procedimientos de las experiencias, se llegó a la conclusión que con un ángulo de 28° se produjo que la luz que se reflejaba formaba los colores del arco iris. De esa misma luz de los 7 colores con un prisma se pudo descomponer y lograr que se volviera a su punto inicial, que era en luz blanca.
Al momento en que se tapaba la luz azul, se producía un color rojizo en la luz y si se tapaba el rojo, la luz se tornaba azul.
CONCLUSIÓN De esta experiencia se puede concluir que:
Se logró descomponer la luz blanca en colores y viceversa.
La combinación del color rojo y verde formaba el amarillo, el azul y verde formaban el cian, el rojo y azul formaban el magenta, y por último al combinar estos tres colores formaban el color blanco.
En el momento en que un haz de luz, ubicado en un ángulo de 28° con respecto a la horizontal, chocara con la esquina de un prisma trapezoidal la luz que se reflejaba formaba los colores del arco iris.
HOJA DE EVALUACIÓN Descomposición de la luz en un prisma
¿Qué sucede con la luz blanca cuando atraviesa el prisma? Al momento de colocar la luz blanca en el prisma se observa que se refracta un haz de luz, pero la colocamos en un ángulo de 28° y esta refracto un haz de luz de distintos colores, estos fueron rojo, azul, naranja, violeta, cian, amarillo e índigo.
¿De qué color es la luz que más se refracta y de qué color la que menos? Y por qué La luz que más se refracto fue el de color amarillo y el que menos se refracto fue el índigo.
¿Se pueden volver a descomponer los cambios del espectro mediante un segundo prisma? No, el segundo prisma reúne los colores de la luz refractada para formar nuevamente la luz blanca
¿Dónde se observa este fenómeno en la naturaleza? Uno de los más comunes que observamos es el arco iris. Que dice que luz que penetra en las gotas de lluvia se desvía de su curso original, y sólo al alcanzar los 138°
Reunificación de los colores del espectro
¿Qué sucede con la luz blanca cuando atraviesa un prisma? Este haz se divide en haces de distintos colores que se desvían de manera diferente cuando se refractan. El que menos se desvía del ángulo incidente es el rojo, le sigue el anaranjado, luego el amarillo, después el verde, el azul y, finalmente, el violeta, que es el que más se desvía. De esta manera se obtiene un conjunto de colores que se denomina espectro óptico. Este fenómeno muestra que la luz blanca está formada por todos los colores del espectro.
¿Por qué la percepción del color varía cuando se suprimen colores del espectro? Esta se suprime ya que está disminuyendo lo que se refracta, al momento de ser suprimido se incrementa Los colores restantes del espectro.
¿Se pueden volver a descomponer por dispersión un color compuesto, obtenido por supresión de uno de los colores del espectro? Sí, utilizando una lente convexa con un segundo prisma es posible.
Mezcla aditiva de colores 1.HAY UN COLOR QUE NO SE ENCUENTRA EN EL ESPECTRO, PERO SE PUEDE OBTENER POR ADICIÓN DE HACES DE LUZ DE COLOR, ¿QUE COLOR SE TRATA Y DE QUÉ COLOR SON LOS HACES DE LUZ QUE INTERVIENEN?
El color es el índigo y se compone con 25% verde y con un 42% en azul
2.QUE IMPRESION DE COLOR SE PRODUCE CUANDO SE SUPERPONEN LOS HACES ROJOS VERDE Y AZUL
La impresión de color que se produce con estos colores son el fucsia, amarillo cian índigo y blanco 3.OBSERVACIONES Y CONCLUSIONES
Pudimos Observar que los colores compuestos se pueden conseguir al momento de combinar haces de luces de distintos colores. Tenemos el azul, rojo y verde, lo colocamos en la caja luminosa y así llegamos a la conclusión de que al momento de combinar el color rojo y verde se formaba el amarillo, en los colores azul y verde se formaba el cian, en los colores rojo y azul se tornaba colores fucsia y violeta, Pero al combinar estos tres colores llegábamos a la conclusión que formaba los colores restantes al del arco iris, es decir que formaba los colores, fucsia amarillo cian blanco.
