Todas las longitudes de onda de la radiación electromagnética viajan a la misma velocidad en el vacío, como han dicho otros. Pero en medios transparentes distintos del vacío, la velocidad se reduce en una cantidad que depende del índice de refracción del medio. Pero el índice de refracción depende ligeramente de la longitud de onda y eso significa que diferentes colores tienen velocidades ligeramente diferentes a medida que viajan en medios distintos al vacío.
El índice de refracción se define como la relación entre la velocidad de la luz en el vacío y la velocidad en el medio transparente, es decir, n = c / v (y, por lo tanto, siempre es mayor que 1.0 en un vacío diferente). Y la luz se refracta más cuanto mayor es el índice de refracción. Entonces, la luz blanca, al viajar a través del agua o el vidrio, por ejemplo, se dispersa en un espectro de color. La dispersión a través de un prisma como se muestra en la figura siguiente muestra que la luz roja, que se dobla menos en cada superficie, está sujeta a un índice de refracción menor que la luz azul. (No es una gran diferencia, un pequeño porcentaje, pero es suficiente para extender el espectro de color).
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- Dada la velocidad de propagación de la luz desde su fuente en el vacío es c en todos los marcos de referencia. Si la fuente se mueve en relación con nosotros y se enciende de repente, ¿cómo podemos medir la velocidad del frente de onda a medida que se acerca a nosotros, si no podemos ver el frente de onda hasta que llega a nuestro receptor?
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Pero si el índice de refracción para la luz roja es menor que para la luz azul, eso debe significar que la luz roja en realidad viaja un poco más rápido que la luz azul en medios transparentes que no sean el vacío, al contrario de otras respuestas aquí. Y eso parece contrario a la intuición, ya que la luz azul con su longitud de onda más corta, tiene la frecuencia más alta y, por lo tanto, es más enérgica.
Pero un experimento de prisma muestra que el índice de refracción de los medios transparentes disminuye ligeramente a medida que aumenta la longitud de onda, y por lo tanto su velocidad aumenta ligeramente cuanto más larga sea la longitud de onda. Y los arcoiris muestran que el resultado también es cierto para el agua.
Una vez tuve un toque de diez años en la puerta de mi oficina en la universidad y le pregunté si podía hacerme una pregunta. Le dije: “Por supuesto, entra”. Él procedió a preguntar: “¿Puedes explicar cómo funcionan los arcoíris? Quiero decir, ¿cómo es que los colores específicos provienen de direcciones específicas? ”Por la forma en que hizo la pregunta, me di cuenta de que este niño ya sabía más sobre cómo funcionaban los arcoíris y la luz que la mayoría de las personas en el planeta. Y todo el tiempo que estuve hablando con él, no pude superar la sensación de que estaba tratando de ver si lo entendía.
