Um feixe de luz branca incide em um prisma de vidro com índice de refração n vidro =1,5 e ângulo de incidência thetai=50. A luz está inicialmente no ar ( nar=1,0 ). Determine: Explique como a dispersão da luz branca ocorre ao atravessar o prisma.

Passo 1

Beleza, vamos lá! A questão fala sobre como a luz branca se dispersa quando passa por um prisma de vidro. O conteúdo principal aqui envolve refração da luz e dispersão. Para resolver, vamos precisar entender como a luz muda de direção ao entrar e sair do prisma devido aos diferentes índices de refração das cores que compõem a luz branca.

Passo 2

Primeiro, vamos lembrar que a luz branca é composta por várias cores, cada uma com um comprimento de onda diferente. Quando a luz branca entra no prisma, ela passa do ar (índice de refração n = 1,0) para o vidro (índice de refração n = 1,5).

Passo 3

A refração ocorre porque a velocidade da luz muda ao passar de um meio para outro com índice de refração diferente. A fórmula que descreve isso é a Lei de Snell:
n1 sin(theta1) = n2 sin(theta2)
Onde:
  • $ n_1 $ e $ n_2 $ são os índices de refração dos meios 1 e 2
  • $ \theta_1 $ e $ \theta_2 $ são os ângulos de incidência e refração

Passo 4

Como cada cor tem um índice de refração ligeiramente diferente no vidro, elas se refratam em ângulos diferentes. Por exemplo, a luz azul tem um índice de refração maior que a luz vermelha, então a luz azul se desvia mais do que a vermelha.

Passo 5

Ao sair do prisma, a luz passa do vidro de volta para o ar. Novamente, a refração ocorre, e cada cor se desvia de forma diferente, aumentando ainda mais a separação das cores que formam a luz branca.

Resposta

A dispersão da luz branca no prisma ocorre porque diferentes cores da luz têm índices de refração distintos no vidro. Quando a luz branca entra e sai do prisma, cada cor se refrata em ângulos diferentes devido aos seus comprimentos de onda variados, resultando na separação das cores que formam o espectro visível.

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