¿Cómo se forma un arcoíris?

El arco iris es un fenómeno óptico en meteorología. Cuando la luz del sol golpea las gotas de lluvia en el aire, la luz se refracta y refleja, formando un espectro colorido y arqueado en el cielo. Los siete colores del arcoíris, de exterior a interior, son: rojo, naranja, amarillo, verde, cian, índigo y morado.

Un arcoíris se produce cuando la luz del sol incide en pequeñas gotas de agua casi redondas en el cielo, provocando dispersión y reflexión. Cuando la luz del sol incide en una gota de agua, incidirá en diferentes ángulos al mismo tiempo y también se reflejará en diferentes ángulos dentro de la gota de agua. Entre ellos, el reflejo entre 40 y 42 grados es el más fuerte, provocando el arco iris que vemos. Cuando se produce este reflejo, la luz del sol ingresa a la gota de agua, se refracta una vez, luego se refleja en la parte posterior de la gota de agua y finalmente se refracta nuevamente al salir de la gota de agua. Debido a que el agua tiene un efecto dispersivo sobre la luz, el índice de refracción de la luz de diferentes longitudes de onda es diferente. El ángulo de refracción de la luz azul es mayor que el de la luz roja. Debido a que la luz se refleja dentro de las gotas de agua, el espectro visto por el observador se invierte, con la luz roja en la parte superior y otros colores en la parte inferior.

De hecho, mientras haya gotas de agua en el aire y la luz del sol brille detrás del observador en un ángulo bajo, puede ocurrir un fenómeno de arco iris observable. Los arcoíris aparecen con mayor frecuencia por la tarde, justo después de la lluvia y cuando el clima se vuelve soleado. En este momento, el aire está menos polvoriento y lleno de pequeñas gotas de agua, y un lado del cielo está más oscuro porque todavía hay nubes de lluvia. No hay nubes encima ni detrás del observador y la luz del sol es visible, lo que hace que el arco iris sea más fácil de ver. Otro lugar donde suelen verse arcoíris es cerca de las cascadas. En un día despejado, también puedes crear un arco iris artificial rociando agua o rociando el aire de espaldas al sol.

El tamaño de las gotas de agua en el aire determina el brillo y el ancho del arcoíris. Cuanto más grandes sean las gotas de agua en el aire, más brillante será el arcoíris. También es relativamente estrecho; por el contrario, cuando las gotas de agua son pequeñas, el color del arco iris es más claro y más ancho. No podemos ver el arco iris cuando estamos de cara al sol. Sólo podemos verlos cuando nos alejamos del sol. Por lo tanto, el arco iris de la mañana siempre aparece en el oeste y el arco iris de la tarde siempre aparece en el este. Pero no podemos verlo. Sólo podemos verlo mirando hacia abajo desde una gran altura en un avión. La aparición del arco iris está relacionada con los cambios en el clima en ese momento. Generalmente, a partir de la posición del arco iris en el cielo, podemos predecir si hará sol o lloverá en ese momento. Cuando aparece un arco iris en el este, es menos probable que llueva localmente, pero cuando aparece un arco iris en el oeste, es más probable que llueva localmente.

La visibilidad del arcoíris depende del tamaño de las gotas de agua en el aire. Cuanto más grandes sean las gotas de agua, más brillante será el arcoíris. Cuanto más pequeñas serán las gotas de agua, menos evidente será. el arco iris será. Generalmente, la temperatura en invierno es más baja, hay menos gotas de agua en el aire y hay menos posibilidades de lluvias, por lo que los arcoíris generalmente no aparecen en invierno.

El principio óptico que causa los arco iris A menudo se ve que aparecen dos arco iris al mismo tiempo. Un arco iris secundario concéntrico pero más oscuro (también llamado arco iris) aparece fuera del arco iris ordinario. Un arco iris secundario está formado por dos reflejos de la luz solar en gotas de agua. El ángulo de reflexión más fuerte de las dos reflexiones se produce entre 50° y 53°, por lo que la posición del arco iris secundario está fuera del arco iris principal. Debido a que hay dos reflejos, el orden de los colores del arco iris secundario es inverso al del arco iris primario, con azul en el exterior y rojo en el interior. En realidad, el arco iris secundario debe seguir al arco iris principal, pero debido a que su intensidad de luz es menor, a veces no se nota a simple vista. Doble arco iris sobre Escocia En 1307, algunas personas en Europa sugirieron que los arco iris eran causados ​​por la refracción y el reflejo de la luz solar en las gotas de agua. Descartes descubrió en 1637 que el tamaño de una gota de agua no afectaba la refracción de la luz. Realizó experimentos inyectando agua en una bola de vidrio y obtuvo el índice de refracción del agua con respecto a la luz. Utilizó las matemáticas para demostrar que el arco iris principal es causado por la reflexión dentro del punto de agua, mientras que el arco iris secundario es causado por dos reflexiones. Calculó con precisión el ángulo del arco iris, pero no pudo explicar sus colores. Más tarde, después de que Newton usara un prisma de vidrio para demostrar que la luz del sol se dispersaba en colores, se descubrieron todos los principios ópticos para la formación del arco iris.