Arcoiris Significado, y Características

Significado: ¿A qué responde la construcción del arcoiris y su abanico de colores?

Gran arco de colores que el espectador ve dibujarse en el cielo cuando tiene el Sol a sus espaldas y una suave lluvia cercana enfrente. En la parte más externa del arco está el rojo, y el violeta en la más interna, con el resto de los colores en medio, formando un espectáculo visual. Sucede que la luz del Sol, que se ve blanca, contiene todos los colores visibles. De este modo, uno percibe cada longitud de onda como un color diferente comenzando por el rojo, que tiene la longitud de onda más larga, hasta llegar al violeta, que es la más corta. Entre este intervalo hay un gradiente de colores que incluye naranja, amarillo, verde, celeste e índigo. El espectro electromagnético contiene infinitas longitudes de onda, pero el ojo humano solo es sensible a las que están comprendidas entre 750 (rojo) y 380 (violeta) nanómetros.

Isaac Newton (1643-1727) demostró que la luz blanca contiene todos los colores, haciendo pasar luz del Sol a través de un prisma. Al cambiar de aire a vidrio, la luz disminuye su velocidad y cada longitud de onda viaja entonces a una velocidad distinta, distinguiéndose a la vista como un color diferente, un fenómeno conocido como dispersión de la luz. Algo semejante ocurre cuando la luz entra en una gota de agua suspendida.

Refracción y reflexión de la luz en una gota de agua suspendida

Las gotitas de agua suspendidas actúan como pequeños prismas y cuando el rayo de luz entra, parte de él se refracta, haciendo que las distintas longitudes de onda se separen, siendo la de color violeta la que más se separa, al igual que sucede cuando la luz incide sobre el prisma.

En el caso de la gota, una parte de este haz sale de ella y prosigue su viaje, y otra parte se refleja en la superficie del fondo de vuelta hacia la parte frontal de la gota, y cuando sale de ella se refracta nuevamente hacia el aire.

Son estos rayos reflejados al fondo de innumerables gotas, que emergen refractados nuevamente de ellas, lo que el espectador ve como el arcoiris, como se muestra en la figura.

La mayor intensidad de luz de color rojo se concentra en un ángulo de 42º medidos desde la recta paralela al rayo incidente, que pasa por el ojo del observador, mientras que para la luz violeta lo hace en ángulo de 40º. Entre estos dos ángulos emergen los demás colores y cada color que llega al ojo del espectador proviene de una gota diferente.

Características de la forma real del arcoiris

La dispersión de la luz por las gotas de agua lucen como un arco plano en el cielo, a falta de referencias de la distancia, pero en realidad el arociris es tridimensional, ya que conforma un cono cuyo vértice está en el ojo del espectador. Para verlo, el Sol debe estar por detrás de este y la región con lluvia por delante, así pueden llegar a sus ojos los rayos reflejados en el interior de las gotas.

En la región con lluvia, que es tridimensional, se forman capas y capas de gotas que generan innumerables arcos, que cuando son vistos de frente, lucen ante el observador como un gran arco plano. Mientras más espesa la capa de agua y más grandes las gotas, más nítido y de colores vivos es el arcoiris que se forma.

Cada observador tiene su propio cono con sus propias gotas que se mueve con él y por ende, hay un arcoiris para cada quién.

Los colores se ubican en franjas en distintas partes del cielo, cada una a la altura adecuada para que sean esos rayos de luz los que alcancen a la vista.

El rojo queda arriba, puesto que finalmente son los rayos que más se desvían, el violeta queda abajo y los demás colores están entre estos dos.
Arcoiris circular

Desde un avión puede verse un arcoiris con forma de círculo, en cambio un espectador en tierra siempre ve un arco y no un círculo completo, ya que el horizonte se interpone.

Por lo general para ver el arcoiris el Sol debe estar relativamente bajo en el horizonte, pero desde un avión se pueden ver a casi cualquier hora del día. También se puede hacer un arcoiris en la tarde con ayuda de la regadera de jardín, cuidando de tener el Sol a la espalda.

Arcoiris secundario

Al arcoiris que se forma como se ha descrito se le llama arcoiris primario y con frecuencia es el único que se ve. Pero a veces aparece un arcoiris doble, y eso se debe a que la luz puede experimentar dos veces la reflexión dentro de la gota, si el ángulo con que inciden los rayos en la superficie posterior de la gota es lo suficientemente grande.

Entonces aparece un arcoiris un poco más tenue (a causa de las pérdidas por refracción), con un radio mayor y sus colores invertidos. Los ángulos que subtiende el arcoiris secundarios son 54º para el violeta y 50.5º para el rojo.