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A Dispersão da Luz Branca

Física

Decomposição da luz branca em várias cores (arco-íris) foi demonstrada em experiência de Isaac Newton por meio de um prisma.
Decomposição da luz no prisma foi representada na capa do álbum da banda Pink Floyd
Decomposição da luz no prisma foi representada na capa do álbum da banda Pink Floyd
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A dispersão é um fenômeno óptico que consiste na separação da luz branca, ou seja, separação da luz solar em várias cores, como as do arco-iris, cada qual com uma frequência diferente. Esse fenômeno pode ser observado em um prisma de vidro, por exemplo.

O célebre físico e matemático, Isaac Newton, observou esse fenômeno e no ano de 1672 publicou um trabalho, no qual apresentava suas ideias sobre a natureza das cores. A interpretação sobre a dispersão da luz e a natureza das cores, dada por Isaac Newton, é aceita até hoje, fato esse que não ocorreu com o modelo corpuscular da luz elaborado por esse mesmo cientista.

Veja também: como são formados os arco-íris

Como ocorre

Esse fenômeno ocorre em razão da dependência da velocidade da onda com a sua frequência. Quando a luz se propaga e muda de um meio para outro de desigual densidade, as ondas de diferentes frequências tomam diversos ângulos na refração, assim sendo, surgem várias cores.

Newton não foi o primeiro a perceber esse acontecimento. Muito antes dele já se tinha o conhecimento que a luz branca, ao atravessar um prisma com densidade diferente a do ar, originava feixes coloridos de maior ou menor intensidade. Antes de Newton, acreditava-se que a luz, oriunda do Sol, era pura e que o surgimento das cores ocorria em razão das impurezas que o feixe de luz recebia ao atravessar o vidro.

Isaac Newton trabalhou no polimento de peças de vidro e obteve um prisma retangular com o qual realizou um experimento que ele já tinha conhecimento. Newton descreveu seu procedimento experimental da seguinte forma: “(...) tendo escurecido o meu quarto, fiz um pequeno orifício na janela, de modo a deixar penetrar uma pequena quantidade conveniente de luz solar. Coloquei o prisma em frente ao orifício, de maneira que a luz, ao se refratar, indicasse na parede oposta. Foi um agradável divertimento observar as intensas e vivas cores ali projetadas (...)”. Dessa forma esse cientista utilizou, pela primeira vez, o vocábulo spectrum para fazer referência ao conjunto de cores que tinham se formado.

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Difração

Newton não concordava com a ideia de que a luz era pura e que a cores se formavam em virtude de impurezas que eram acrescentadas a ela. Crendo que essa ideia era falsa, ele realizou outro experimento para mostrar que esse pensamento estava incorreto. O que ele fez foi fazer com que apenas uma das cores passasse através de um segundo prisma, também de vidro. Feito isso, percebeu que o feixe luminoso não sofria nenhuma alteração e, dessa forma, constatou que um prisma não acrescentava nada ao feixe luminoso que passa através dele.

Mas ainda faltava uma explicação concreta para esse fenômeno. Assim ele lançou a hipótese de que a luz não era pura, mas sim formada pela superposição ou mistura de todas as cores do espectro. E ao passar por um prisma de vidro sofria o fenômeno da difração, que é a decomposição da luz branca em várias cores. Ainda hoje essas ideias de Newton são aceitas e amplamente apresentadas.

Por Marco Aurélio da Silva

Gostaria de fazer a referência deste texto em um trabalho escolar ou acadêmico? Veja:

SANTOS, Marco Aurélio da Silva. "A Dispersão da Luz Branca"; Brasil Escola. Disponível em: https://brasilescola.uol.com.br/fisica/a-dispersao-luz-branca.htm. Acesso em 20 de julho de 2019.

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Lista de Exercícios
Questão 1

(UFMG – 2006) Rafael e Joana observam que, após atravessar um aquário cheio de água, um feixe de luz do Sol se decompõe em várias cores, que são vistas num anteparo que intercepta o feixe.

Tentando explicar esse fenômeno, cada um deles faz uma afirmativa:

• Rafael: Isso acontece porque, ao atravessar o aquário, a frequência da luz é alterada.

• Joana: Isso acontece porque, na água, a velocidade da luz depende da frequência.

Considerando-se essas informações, é CORRETO afirmar que:

A) ambas as afirmativas estão certas.

B) apenas a afirmativa de Rafael está certa.

C) ambas as afirmativas estão erradas.

D) apenas a afirmativa de Joana está certa.

Questão 2

 (UEL/2006) A partir do século XIII, iniciando com o pensador Robert Grosseteste,os estudos em óptica avançaram sistemática e positivamente, dando origem às explicações científicas a respeito das produções de fenômenos e imagens, como é o caso dos estudos sobre o arco-íris e as lentes.

Sobre o fenômeno de formação do arco-íris, considere as afirmativas a seguir.

I. O arco-íris primário é causado por uma refração e uma reflexão dos raios de Sol nas gotas de chuva.

II. O arco-íris aparece quando os raios de luz branca incidem em gotículas de água presentes no ar e pode ocorrer naturalmente ou ser produzido artificialmente.

III. O arco-íris é decorrente do processo de difração da luz branca nas gotas de chuva.

IV. A dispersão dos raios de luz branca é responsável pelo espectro de luzes coloridas que aparece, por exemplo, pela passagem dessa luz por gotículas de água ou por um prisma e cristal trigonal.

Estão corretas apenas as afirmativas:

a) I e III.

b) II e IV.

c) I, II e III.

d) I, II e IV.

e) II, III e IV. 

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