Análisis del Arco Iris

Se determinaron de los ángulos para los cuales se genera el arco iris primario y secundario. Para esto se simuló el fenómeno natural en el laboratorio reemplazando a la luz solar por un láser verde (λ=543 nm) y un láser rojo (λ=632,8 nm). Como “gota de agua” se utilizó un cilindro cuyo índice de refracción también se determinó en el ensayo como n_verde=(1,49±0,01) para el laser verde y para el laser rojo n_rojo=(1,48±0,01).

INTRODUCCIÓN
Se llama arco iris al espectro de luz en forma de arco que resulta de la refracción de la luz solar al chocar con las gotas de agua que se encuentran en el ambiente. Por simplicidad se pensara a la gota como si fuera un cilindro dado que la distancia entre la fuente de luz …ver más…

En la figura 1 se puede observar la trayectoria del rayo incidente al ingresar al cilindro con un ángulo α con respecto a la normal en ese punto del cilindro debido al desplazamiento del rayo incidente de una distancia P denominada parámetro de impacto. Una parte se reflejara con un ángulo α y la restante se refractara en el interior del cilindro con un ángulo según lo predice la Ley de Snell (ecuación 1). El rayo una vez en el interior del cilindro al llegar al otro extremo parte se reflejara con un ángulo y se refractara el resto. La parte que se refleja, luego, se refractara con un ángulo θ con respecto a la incidencia. Figura 1: Esquema del camino óptico del segundo rayo refractado el cual forma un ángulo θ de con el rayo incidente producido en una gota de agua con un parámetro de impacto P Para calcular el ángulo refracción de la luz a un cierto ángulo de incidencia utilizaremos la ecuación de Snell: n_1 sen α= n_2 sen β. (1)

Siendo, “n” el coeficiente de refracción del material, “α” ángulo del rayo incidente respecto a la recta normal a la superficie, “β” ángulo del rayo refractado respecto a la recta normal a la superficie.
Para obtener el ángulo α (figura 1) en esta experiencia se utiliza la ecuación2. α= arcsen(P/R) (2).

Se puede calcular la relación entre los ángulos α,