Refracción de la luz: experimento del arcoíris con agua y espejo

Experimento: el arcoíris de luz en el agua

Actividad guiada por pasos de la página 237: producir un arcoíris usando agua, un espejo y una linterna.

Paso 1

Prepara el recipiente con agua y la linterna.

Respuesta orientativa: Coloca un recipiente transparente sobre una mesa y llénalo con agua (lo suficiente para sumergir el espejo). Ten a la mano la linterna encendida y apagada y el espejo pequeño.

Paso 2

Mantén el espejo completamente dentro del agua, con una inclinación de 45^{\circ}.

Respuesta orientativa: Sumerge el espejo en el agua de modo que quede totalmente hundido y apóyalo inclinado a 45^{\circ} respecto al fondo, de modo que su cara reflectante quede orientada hacia arriba, lista para desviar el haz que llegará desde la linterna.

Paso 3

Envía el haz de luz al espejo. ¡Sorpresa! La luz reflejada ya no es blanca sino un bello arcoíris.

Respuesta orientativa: Apunta la linterna al espejo sumergido; el haz atraviesa el agua, se refleja en el espejo y, al salir del agua, se descompone en los colores del arcoíris visibles fuera del recipiente.

Explicación (contenido teórico de la página)

1. Cuando la luz “entra” en el agua, cambia su velocidad y su dirección. Este fenómeno se llama refracción de la luz.
2. Lo mismo ocurre cuando la luz emerge del agua después de haberse reflejado en el espejo: cada salida de la luz de un medio a otro produce una nueva refracción.
3. Cada uno de los colores que forman la luz blanca tiene una longitud de onda \lambda distinta, y el ángulo de desviación depende de ella: \theta_{d} = f(\lambda)
4. Por eso, los colores que forman la luz blanca se separan (dispersión) y se pueden ver todos en la luz que sale del agua.

Relación clave:

• Medio 1 (aire) → medio 2 (agua): la luz cambia de dirección al refractarse.
• Reflección en el espejo dentro del agua (ley de reflexión: ángulo de incidencia = ángulo de reflexión).
• Salida al aire: segunda refracción, con desviación distinta para cada color.

Respuesta: La luz blanca se descompone en un arcoíris porque, al refractarse al entrar y salir del agua, cada color (con distinta longitud de onda) se desvía en un ángulo diferente.