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Por que os CDs refletem as cores do arco-íris?

É muito comum ver padrões de arco-íris quando você olha para a superfície de um CD, e também quando olha para bolhas de sabão ou uma fina película de óleo flutuando na água parada. Todos os três efeitos são criados por construtivos e destrutivos interferência da luz atingindo o filme.

Pense em uma película muito fina de óleo flutuando na água como exemplo. Quando luz branca atinge o filme, a maior parte passa por ele, mas alguns são refletido fora das camadas superior e inferior do filme. Da mesma forma, quando você está em frente a uma janela em sua casa, pode ver uma imagem refletida na janela. A maior parte da luz passa pela janela e sai da casa, mas parte é refletida de volta para você. A luz que reflete na camada superior de uma película de óleo viaja uma distância um pouco menor do que a luz refletida na camada inferior, conforme mostrado nesta figura:

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Nesta figura, o raio de luz que entra entra pela parte superior esquerda. Parte da luz passa direto pelo filme (UMA) Parte disso reflete na camada superior do filme (B) Parte disso reflete na camada inferior do filme (C)

Se a espessura do filme estiver na ordem do comprimento de onda da luz, então interferência pode acontecer. A luz violeta tem um comprimento de onda de cerca de 4.000 angstroms (centésimos de milionésimos de centímetro), enquanto a luz vermelha tem um comprimento de onda de cerca de 7.600 angstroms, portanto, estamos falando de um filme extremamente fino. Como vimos na pergunta sobre arco-íris, a luz branca é composta de todas as cores diferentes de luz.

Se o filme tiver a espessura certa, uma onda de luz vermelha (uma onda senoidal) irá ricochetear nas camadas superior e inferior em um alinhamento perfeito e as duas ondas senoidais resultantes se combinarão para dobrar a quantidade de luz vermelha vista:

Ou eles podem refletir exatamente fora de fase e o vermelho será eliminado.

Em um CD, a superfície é espelhada para que as cores do arco-íris sejam muito mais intensas. (Veja Como funcionam os CDs para obter uma descrição da construção de um CD.) Em um CD, o ângulo em que o CD é mantido controla as cores que você vê – o ângulo controla a diferença de caminho.

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reverent-aryabhata

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