Los arcoíris, esos hermosos arcos de luz coloreados que aparecen en el cielo después o durante una lluvia, son uno de los fenómenos más fascinantes y hermosos que la naturaleza nos regala. Estos arcos de colores son ejemplos de diversos fenómenos físicos, como la reflexión, refracción y dispersión de la luz. Además, nos ayudan a comprender que la luz solar no es blanca, sino que está compuesta por un espectro de colores con diferentes longitudes de onda. Para entender cómo se forma un arcoíris, es esencial tener un conocimiento básico de la luz y los procesos que la involucran.
La naturaleza de la luz
La luz que recibimos del sol parece blanca a simple vista, pero en realidad, está compuesta por una serie de colores. La velocidad de la luz es aproximadamente 3 x 10^8 m/s. Las radiaciones de luz emitidas por el sol se organizan según sus respectivas longitudes de onda y se representan en el espectro electromagnético. Desde las radiaciones gamma con la longitud de onda más corta y la frecuencia más alta, hasta las ondas de radio con la longitud de onda más larga y la frecuencia más baja. El rango de longitudes de onda entre 380 y 740 nanómetros es visible para el ojo humano, y esta banda de luz se conoce como luz blanca.
Formación de un arcoíris
El proceso básico de formación de un arcoíris incluye la división de una onda de luz en varios colores al pasar a través de una gota de agua. En detalle, este proceso puede describirse en tres pasos. El primer paso comienza cuando la onda de luz golpea la cara o la superficie frontal de la gota de agua, lo que provoca su dispersión y la separación en siete colores diferentes. La onda dispersa también se refracta debido al cambio en el medio. El segundo paso de la formación del arcoíris es la reflexión interna total de la onda, que ocurre cuando la onda refractada avanza y golpea la superficie trasera de la gota de agua. Esto permite que el espectro de luz escape de la gota y se manifieste. El tercer y último paso implica la refracción de la onda de luz debido a un cambio en el medio.
En un prado verde, el arcoíris emerge tras la lluvia, colores vivos iluminan el cielo, creando un mágico contraste natural.
Colores en un arcoíris
Un arcoíris está compuesto por siete colores que están dispuestos según sus longitudes de onda. El color rojo aparece en la parte superior o en el perímetro exterior del arcoíris porque experimenta un ángulo de refracción más pronunciado en comparación con los demás colores. Del mismo modo, el color violeta se encuentra en la parte inferior o en el límite interno del arcoíris, ya que tiende a experimentar el ángulo de refracción menos pronunciado de todos los colores. Si los colores presentes en un arcoíris se ven de abajo hacia arriba, el conjunto de siete colores se abrevia como VIBGYOR. Aquí, V representa el violeta, I el índigo, B el azul, G el verde, Y el amarillo, O el naranja y R el color rojo.
Condiciones para observar un arcoíris
Para obtener una vista clara de un arcoíris, es importante que se cumplan adecuadamente las siguientes condiciones:
- La parte posterior del observador debe estar orientada hacia el sol.
- El ángulo de elevación debe ser igual o mayor a 40 grados.
- Para una mejor vista, la persona debe estar entre el sol y la lluvia, en un lugar con obstáculos mínimos.
La curvatura de los arcoíris
Un arcoíris parece ser una media o semi-circunferencia cuando se ve desde el suelo; sin embargo, en realidad, un arcoíris es un círculo completo de siete colores. Esto se puede observar fácilmente al mirar un arcoíris desde un avión. La mitad inferior del arcoíris completo se bloquea debido al suelo, y solo la mitad superior de la curva del círculo es visible, lo que explica por qué los arcoíris parecen curvados. Los fenómenos de refracción, dispersión y reflexión interna total responsables de la formación de un arcoíris ocurren en todo el horizonte. La mayor parte de la luz blanca refractada se dispersa en la atmósfera y no es visible para el ojo humano. Solo la luz que se dobla en un ángulo de 40 o 42 grados es perceptible. El ángulo formado entre la fuente de luz (es decir, el sol), el observador y las gotas de agua es en gran medida responsable de la forma curvada o de semicírculo del arcoíris. Un ángulo bajo del sol provoca que el arcoíris sea más curvado, mientras que un ángulo alto del sol es responsable de la formación de un arcoíris más superficial.
Sobre el océano, el arcoíris se refleja en las olas, una combinación de colores sobre las aguas profundas y serenas.
El misterio del moonbow (arcoíris lunar)
Un moonbow (arcoíris lunar) es un arcoíris que generalmente aparece durante la noche. Los moonbows se observan cuando la luna está casi completamente iluminada, es decir, su nivel de brillo es aproximadamente del 85 por ciento. La luna raramente se ilumina a este nivel, lo que significa que las posibilidades de ver un moonbow son muy bajas. El proceso físico de formación de un moonbow es similar al de un arcoíris convencional. La única diferencia es que un moonbow utiliza la luz de la luna como fuente de iluminación en lugar de la luz solar. Los moonbows pueden observarse incluso en ausencia de una lluvia. En este caso, las gotas de agua de granizo derretido y la niebla, o las esporas de moho, sirven como el prisma que divide la luz de la luna en una curva multicolor.
¿Qué nos enseñan los arcoíris?
Los arcoíris no solo son asombrosos espectáculos visuales, sino que también son recordatorios de la belleza de la física y la naturaleza que nos rodea. Además de ser una maravilla visual, los arcoíris también tienen significados culturales y simbólicos en diversas culturas en todo el mundo. Para algunos, los arcoíris representan la esperanza después de la lluvia, mientras que para otros pueden ser símbolos de transformación y unidad.
¿Por qué se forman los arcoíris?
Los arcoíris se forman debido a la reflexión, refracción y dispersión de la luz solar en las gotas de agua suspendidas en el aire después de la lluvia.
Información: Urbantecno
