"Si quieres resultados distintos no hagas siempre las mismas cosas" Einstein

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¿Por qué se forma el arco iris?

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.

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