Que Es El Arcoiris

En ocasiones, cuando nos encontramos frente a una cortina de agua de lluvia con el Sol a nuestra espalda, podemos observar un fenómeno óptico conocido como arco iris. Pero no solamente en la lluvia, también en la neblina o en una cascada o, en general, frente a agua lo suficientemente pulverizada.

Este efecto se debe a que las gotas de agua se comportan como prismas y descomponen la luz quelas atraviesa en todos los colores del espectro luminoso. ¿Y cómo es eso?

Cuando un rayo de luz topa con un objeto, determinadas longitudes de onda son absorbidas mientras otras son reflejadas. El color asociado a aquellas que rebotan es el que nuestros ojos perciben y por ello decimos que el objeto en cuestión es de determinado color. Ahora bien, cuando el objeto con el que la luz topa no essólido o bien siéndolo no opone resistencia o pone poca al paso de la luz (objetos transparentes o translúcidos) la luz los atraviesa. Pero este cambio en el medio de propagación provoca un cambio en su velocidad, lo que se nos muestra como un cambio de dirección de aquellos rayos de luz que inciden oblicuamente.

La siguiente imagen aclarará lo dicho.

Refracción y dispersión

El rayo de luzincide oblicuamente sobre la superficie del agua y, al atravesarla sufre la refracción que se concreta en un cambio del ángulo con respecto a la perpendicular. Pero cada una de las diferentes longitudes de onda que componen la luz blanca se ve refractada de diferente manera porque la velocidad de propagación es diferente para cada una de ellas. Esto se traduce en diferentes ángulos de refracciónpara cada una en un fenómeno que se conoce como dispersión de la luz, mostrando a nuestros ojos el espectro de luz visible del rojo al violeta, cuando el rayo ya ha atravesado el medio líquido (en este caso la gota de agua) que se ha comportado como un prisma.

También, casi sin pretenderlo, hemos dado respuesta a la cuestión de ordenación de los colores, y ya sabemos por qué el rojo se encuentraen el extemo superior y el violeta en el inferior: el rojo tiene la longitud de onda más larga y el violeta la más corta.

Pero no siempre que llueve vemos el arco iris. ¿Cuándo lo vemos y cuando no?

En la imagen de la izquierda se puede ver la luz del Sol incidiendo oblicuamente sobre la superficie de la gota y refractándose al cambiar de medio de propagación. Después se refleja en el fondocóncavo de la parte posterior de la gota y vuelve a refractarse al salir de ella.Por supuesto que no toda la luz se refracta o se refleja. Cuando el rayo de luz topa con la gota se refracta, pero otra parte se refleja. Cuando se refleja en la pared posterior de la gota una parte de luz se refracta al pasar al aire, Y en la última refracción también se produce reflexión. Ocurre que ahora no lastenemos en cuenta para simplificar y que el ejemplo se comprenda mejor. Al igual que tratamos la gota de agua como un círculo cuando en realidad es una esfera.Ahora bien, ya sabemos que la cortina de agua debe estar frente a nosotros (y alrededor según el caso, pero cuenta la parte que tenemos enfrente que es donde se mostrará el arco iris) y que el sol debe estar a nuestra espalda y por encima denosotros. Pero el arco no ocupa todo el cielo y tampoco lo hace siempre. Todas las gotas dispersan el agua, pero solamente apreciamos el efecto en algunas de ellas. Concretamente aquellas cuyo rayo refractado forma un ángulo de 40º a 42º teniendo en cuenta la línea que representa la incidencia de luz solar y la línea imaginaria que une el rayo refractado con el ojo del observador.

Expliquemos estoun poco mejor.

Una determinada gota de agua refracta la luz y la devuelve al observador formando un ángulo mayor de 42º o menor de 40º, lo que se corresponde a una longitud de onda no visible. Resultado: no vemos nada reflejado.

Una determinada gota de agua refracta luz y la devuelve al observador formando un ángulo que va de 40º a 42º, lo que se corresponde con el espectro de luz...