Para poder observar el arco iris se necesitan dos elementos esenciales: gotas de lluvia y simultáneamente rayos solares. Por eso, todos hemos podido verlo en el cielo en días de lluvia cuando aparece el Sol, pero por la misma razón podríamos observarlos si rayos solares atravesaran el agua de una cascada, o incluso una zona de niebla.
Fue René Descartes en 1637 el primero en dar una explicación científica del fenómeno.
Se basa en los fenómenos de refracción y reflexión que experimenta un rayo de luz cuando pasa de un medio a otro. La refracción consiste en un cambio de dirección del rayo de luz al pasar de un medio a otro. Puede apreciarse en la foto como el bolígrafo parece quebrarse al penetrar en el agua
Supóngase que un rayo de luz penetra en una gota esférica de agua. Si lo hace perpendicularmente no se desvía, y al llegar a la parte posterior de la gota se refleja siguiendo la misma dirección. (Obsérvese en la segunda foto como el bolígrafo al estar perpendicular a la superficie del agua no parece quebrarse al penetrar en el agua)
Si penetra en la gota de agua un segundo rayo paralelo al primero pero situado, por ejemplo, más arriba que el precedente se desviará al penetrar en la gota (refracción), se reflejará al incidir en la superficie posterior y se volverá a refractar al salir.
A medida que rayos paralelos van incidiendo cada vez más arriba del rayo inicial, el rayo emergente final que sale de la gota, lo hace más desviado de la dirección inicial hasta que la desviación alcanza un máximo. Corresponde a un ángulo de aproximadamente 42º entre el rayo incidente y el emergente. A partir de aquí, los rayos emergentes comienzan a disminuir la desviación de tal modo que en esta zona próxima a los 42º existe una concentración de rayos.
Como ya hemos dicho en artículos anteriores (“¿Por qué el cielo es azul?” o “¿Es azul el agua del mar?”, la luz solar blanca podemos considerarla compuesta de siete colores:» rojo, anaranjado, amarillo, verde, azul, añil y violeta”, enumerados según orden de desviación al atravesar un prisma (de menor a mayor). Esto significa que su desviación en la refracción es ligeramente distinta según el color.
Y ahora situémonos de espaldas al Sol. Tengamos en cuenta que hay muchas gotas de agua y los rayos solares van a incidir sobre ellas. Emergerán en máxima concentración hacia nosotros en el ángulo de máxima desviación para cada color, y nuestro ojo podrá percibir el rojo procedente de algunas gotas y el azul procedentes de otras, por ejemplo. Así podremos completar el arco iris. Bastará, pues, que nos fijemos en aquellas gotas de agua hacia las que nuestra mirada formará, aproximadamente, un ángulo de 42º con los rayos que reciben del Sol.
En la parte exterior del arco iris se encontrará el color rojo y en la interior el violeta.
Cuando los rayos de luz se reflejan dos veces, no una, en las gotas de agua, se obtiene un arco iris que se denomina secundario y que es menos intenso que el primario, y el ángulo correspondiente es de, aproximadamente, 51º en lugar de 42º, y además el orden en que aparecen los colores es el contrario al del primario; o sea, el rojo en el interior y el violeta en el exterior.
A los lectores
Sigo recibiendo, a veces directamente y otras en los comentarios, sugerencias y temas múltiples para tratar. Me temo que será imposible dar satisfacción a todos, pero, en la medida de lo posible, procuro, en muchos casos, contestar individualmente si el tema no es demasiado largo o complejo. Para ello necesito que la dirección de correo que aporten sea verdadera.
Para la gente de Madrid, en el parque del Canal de Isabel II, se forma un arcoiris precioso en la fuente, como aqui se explica, al caer las gotas la luz se refracta y aparece el arcoiris en el flujo de la fuente. Es digno de ver. Las cosas mas bonitas salen de la naturaleza.
08 agosto 2008 | 13:11
Me encanta :)¿Va a comentar algo sobre el alineamiento de planetas de hoy? Me parece un tema muy interesante…Un supersaludo
08 agosto 2008 | 16:08
Buenas explicaciones, yo también las utilizaré en mis clases.¿Por qué Atila dice !indignante!?
08 agosto 2008 | 18:09
No sé yo hasta qué punto es didáctica la entrada de hoy. Las figuras que muestran la reflexión de un objeto dentro del agua son pan de cada día y, sin embargo, gráficas que muestren como se refleja un rayo de luz en una gota de agua brillan por su ausencia (aunque puedo suponer que no hayas puesto ninguna por asuntos de copyright) y sin embargo, un solo vistazo a esa gráfica aclararía muchas cosas inmediatamente, como por ejemplo lo de la reflexión varias veces, sobre por qué el sol debe estar detrás, por qué el secundario es más débil, por qué hay un arco más luminoso encerrado por el arcoiris,… etc.Links a las imágenes aquí (si se permite):http://apollo.lsc.vsc.edu/classes/met130/notes/chapter19/graphics…http://www.rebeccapaton.net/rainbows/rnbwbmp.gif
09 agosto 2008 | 03:15
bonito tema el de hoy si sr
09 agosto 2008 | 08:51
Otro detalle que se escapa del tema científico pero a mi particularmente me resulta muy interesante:El hecho de que el arco iris normalmente se descomponga en siete colores tiene más de numerología que de ciencia. Como todo el mundo habrá observado, el arcoiris no es sino un contínuo degradado de colores donde uno no puede definir exactamente donde empieza el rojo y acaba el naranja, por ejemplo. Asignar siete colores viene del hecho de que este número era considerado como «mágico» en la cultura clásica. Como puede verse en la wikipedia, por ejemplo, el añil fue nombrado y definido por Isaac Newton cuando dividió el espectro óptico (que es un continuo de frecuencias). Le dio nombre a 7 colores específicamente para unirlos a los planetas conocidos, días de la semana, notas en una octava, y otras listas con siete elementos.
09 agosto 2008 | 21:19
Lo felicito por su destacable esfuerzo por divulgar algunos de los conceptos científicos cercanos a nuestra realidad cotidiana. Asimismo, quisiera solicitarle su apoyo para difundir la existencia del siguiente blog:http://jugandoconblue.blogspot.comSe trata de un blog para realizar experimentos caseros para niños , sencillos y divertidos , y en video ; para acercar a l@s niñ@s a la ciencia .Saludos!
13 agosto 2008 | 23:12
Creo que Aristóteles ( Era un detective?) ya en su tiempo sostenía que el arco iris estaba compuesto de particulas de agua que reflejaban la luz solar.Hay otro fenómeno natural que atrae y nos ayuda a «entender» el primero.MINÚSCULAS partículas de polvo flotan en el aire sin ser vistas. Pero cuando entra un rayo de sol por la ventana, lo que hasta entonces había sido invisible se hace de pronto visible.El rayo de luz permite que el ojo humano perciba las partículas.Pensemos un poco en la luz visible, ( fotones?) la que a nuestros ojos parece incolora. El agua hace las veces de prisma, y contemplamos un arco iris de hermosos colores.En realidad, los objetos que nos rodean reflejan luz de diversas longitudes de onda que nuestros ojos perciben como colores.Por ejemplo, la hierba verde no emite en sí luz verde, sino que absorbe todas las longitudes de onda de la luz visible con la excepción de la correspondiente al verde.Esta es la que refleja, y por ello la hierba aparece a nuestros ojos de color verde.Existen los colores?Por cual razon/es es el mar salado?Otros misterios de la naturaleza, o es otro secreto bien guardado de un Diseñador de estatura mas grande que el universo mismo???.
14 agosto 2008 | 04:10
es totalmente una pavada
06 octubre 2008 | 03:56