¡La misma luz blanca, pero completamente diferente por dentro! Desvelando los secretos del sol y el tubo fluorescente con una rejilla de difracción
Hola, soy Ken Kuwako, entrenador de ciencia. Cada día es un experimento nuevo.
Hoy vamos a explorar cómo se ve la luz blanca a través de una red de difracción. Aunque la luz del Sol y la de una lámpara fluorescente parecen del mismo color blanco, en realidad están formadas por componentes completamente distintos. Con una red de difracción podemos “desarmar” la luz y descubrir sus secretos. (Eso sí: nunca mires directamente al Sol.)
Primero, échale un vistazo a este video.
¿Qué es una red de difracción?
Este es el instrumento que utilizamos. La pieza situada en la ventana de observación es la llamada red de difracción, y esta tiene nada menos que 5000 líneas por cada centímetro. Se puede conseguir fácilmente por internet.
Kit sencillo para construir un espectroscopio MJ (8 piezas) – Kenis
Si hacemos el cálculo, 5000 líneas en 1 cm significa que cada separación mide apenas 0,002 mm, es decir, ¡2 micrómetros! Cuando la luz atraviesa estas diminutas ranuras, cada longitud de onda se desvía en un ángulo diferente. Por eso la luz se separa en colores.
Es exactamente el mismo fenómeno que hace que la parte trasera de un CD o DVD brille con colores de arcoíris.
El aparato que usamos aquí es un espectroscopio de Kenis. La luz entra por la rendija de la derecha, atraviesa la red de difracción y los colores separados aparecen proyectados hacia la izquierda.
Al descomponer la luz fluorescente… aparecieron “líneas”
Primero observamos una lámpara fluorescente. En la banda luminosa podían distinguirse claramente azul, celeste, verde, naranja y rojo, en ese orden.
Lo más interesante es que la luz no formaba un arco continuo, sino líneas separadas.
Esto sucede porque los gases del interior de la lámpara, como el mercurio, emiten solo determinadas longitudes de onda. Cada tipo de gas produce colores específicos, y ese patrón recibe el nombre de “espectro de líneas”.
Gracias a esta propiedad, los científicos pueden averiguar de qué están hechas estrellas lejanas sin necesidad de viajar hasta ellas. Analizando la luz, la humanidad ha conseguido descubrir la composición de astros situados a millones de kilómetros.
¿Y qué pasa con la luz del Sol?
Después observamos la luz solar. De nuevo, recuerda: nunca mires directamente al Sol.
Este fue el resultado. Los colores cambiaban suavemente desde el azul hasta el rojo, como un auténtico arcoíris.
A diferencia de la lámpara fluorescente, aquí no aparecen líneas aisladas: todos los colores están conectados de forma continua. A esto se le llama “espectro continuo”.
En otras palabras, la luz del Sol contiene prácticamente todos los colores (longitudes de onda).
Por eso vemos arcoíris después de la lluvia: las gotas de agua actúan como pequeños prismas que separan la luz solar en distintos colores. El espectro continuo observado en la red de difracción es, básicamente, el mismo fenómeno.
Si has estudiado la ecuación de la difracción en clase, intenta pensar en esto: ¿por qué el azul aparece más hacia el interior y el rojo más hacia el exterior?
La pista está en la relación entre la longitud de onda y el ángulo de difracción. La luz azul tiene una longitud de onda más corta, mientras que la roja es más larga. Si empiezas a razonar desde ahí, seguramente encontrarás la respuesta.
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