Depende de lo que está pensando exactamente cuando dice “escala de plástico”. Hay algunas razones diferentes que se me ocurren.
El primero y más obvio para mí es:
Dispersión cromática.
Para comprender la dispersión cromática, debe comprender la respuesta temporal de un material a los campos eléctricos y magnéticos. Generalmente, cuando se discuten los capacitores en electromagnetismo básico, se supone que el material se polarizará instantáneamente en una extensión específica, como esta: El electrón y el protón de un átomo se separarán mediante la aplicación de un campo eléctrico. Cuán fuerte es el dipolo eléctrico creado (o más bien, cuánto se separa la carga) se llama polarizabilidad eléctrica .
Pero las cosas en el universo real no suceden instantáneamente. Se necesita cierta cantidad de fuerza para jalar el electrón y el protón a un dipolo. Fuerza significa que hay algo de aceleración, lo que significa que debe haber una cierta cantidad de tiempo antes de que alcance un estado final. El electrón y el protón también se atraen entre sí, creando una fuerza contraria que dicta cuánto se extenderá el dipolo en un campo eléctrico determinado. La suma total de estas fuerzas hace que el dipolo se comporte como un resorte. Entonces, la respuesta temporal del material a una sacudida repentina del campo E será así:
Esto se traduce fácilmente al dominio de la frecuencia, en el que se ve una frecuencia de resonancia (o en materiales reales, múltiples frecuencias de resonancia) y una fuerza y ancho de banda para cada resonancia.
Ahora, ¿cómo produce esto un arco iris?
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Sencillo. Cuanto más fuerte sea la polarización (o como se describe en los materiales, la permitividad eléctrica ), más lenta puede viajar a través de ella una onda electromagnética de una frecuencia determinada. Ahora, ¿qué pasa si la onda contiene muchas frecuencias y la velocidad es diferente en cada frecuencia? Eso es lo que se conoce como dispersión, y es la propiedad que puede dividir temporal o espacialmente algo que contiene muchas frecuencias, como la luz blanca.
La forma en que produce un arco iris en la forma de efecto prisma es que la velocidad a la que la luz viaja a través de un material se mide por un índice de refracción o índice de refracción : la velocidad de la luz en el vacío dividida por el índice de refracción es igual a la Velocidad a la que viaja la luz en el material. Cuanto más alto sea el índice de refracción, más se doblará la luz cuando golpee la superficie en ángulo.
Una razón menos obvia por la que podría ver un arco iris a través de una escala sería un efecto de guía de onda, o
Filtrado cromático
Recuerda, la luz es una onda. En cada superficie, parte de la onda se reflejará y parte se transmitirá. Pero cuando tienes múltiples superficies paralelas, habrá repetidos reflejos que pueden interferir entre sí. La más fácil de explicar es el etalon de Fabry-Perot: Cuando toma la trayectoria óptica y considera la interferencia de onda, obtiene una resonancia que en la imagen de onda se ve así:
y debido a la resonancia, se obtiene una transmisión óptica para el haz de ángulo cero que se ve así:
En los picos, la cavidad tiene un número de longitudes de onda de medio entero de longitud, y entre las reflexiones interferirá entre sí y, por lo tanto, no se atravesará.
En otros ángulos, tome este espectro de transmisión y modifíquelo, ya que para otros ángulos es una longitud de trayectoria más larga y, por lo tanto, tendrá interferencia en diferentes longitudes de onda. De aquí es de donde proviene el arco iris: diferentes ángulos que reflejan (o transmiten) diferentes colores de luz. Cuanto más delgada sea la escala o la película, más cerca puede estar el arco iris.