Como se genera un arcoiris

Física del arco iris

El arco iris se produce cuando la luz irradiada por el sol entra en contacto con las gotas de agua de la atmósfera. ¿Cómo puede la luz atravesar las gotas de agua y crear arco iris de siete colores?

Los arco iris aparecen en siete colores porque las gotas de agua descomponen la luz solar en los siete colores del espectro. Se obtiene el mismo resultado cuando la luz solar atraviesa un prisma. Las gotas de agua de la atmósfera actúan como prismas, aunque los trazos de luz son muy complejos.

Cuando la luz se encuentra con una gota de agua, se refracta en el límite del aire y el agua, y entra en la gota, donde la luz se dispersa en los siete colores. El efecto arco iris se produce porque la luz se refleja en el interior de la gota y, finalmente, se refracta de nuevo en el aire.

Un arco iris tiene siete colores porque las gotas de agua de la atmósfera descomponen la luz solar en siete colores. Del mismo modo, un prisma divide la luz en siete colores. Cuando la luz sale de un medio y entra en otro, cambia su dirección de propagación y se curva. Esto se denomina refracción. Sin embargo, debido a las diferencias de índice de refracción, este ángulo de refracción varía para cada color o según la longitud de onda de la luz. Este cambio del ángulo de refracción, o índice de refracción, en función de la longitud de onda de la luz se denomina dispersión. En los medios convencionales, cuanto más corta es la longitud de onda (o más azul es la luz), mayor es el índice de refracción.

Los colores del arco iris

El arco iris es un fenómeno óptico que puede producirse en determinadas condiciones meteorológicas. Está causado por la reflexión, refracción y dispersión de la luz en las gotas de agua, lo que produce un efecto similar al de un espectro de luz que aparece en el cielo. Adopta la forma de un arco circular multicolor. Los arco iris causados por la luz solar aparecen siempre en la sección del cielo directamente opuesta al Sol.

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En un arco iris primario, el arco muestra el rojo en la parte exterior y el violeta en la interior. Este arco iris se debe a que la luz se refracta al entrar en una gota de agua, luego se refleja en el interior en la parte posterior de la gota y se refracta de nuevo al salir de ella.

En un arco iris doble, un segundo arco se ve fuera del arco primario, y tiene el orden de sus colores invertido, con el rojo en el lado interior del arco. Esto se debe a que la luz se refleja dos veces en el interior de la gota antes de salir de ella.

Un arco iris no está situado a una distancia específica del observador, sino que procede de una ilusión óptica causada por cualquier gota de agua vista desde un ángulo determinado en relación con una fuente de luz. Por tanto, un arco iris no es un objeto y no se puede acercar físicamente a él. De hecho, es imposible que un observador vea un arco iris a partir de gotas de agua en cualquier ángulo que no sea el habitual de 42 grados desde la dirección opuesta a la fuente de luz. Incluso si un observador ve a otro observador que parece estar “debajo” o “al final” de un arco iris, el segundo observador verá un arco iris diferente -más alejado- en el mismo ángulo que el visto por el primer observador.

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Doble arco iris ¿por qué?

Acabas de hacer tu propio arco iris, pero ¿sabes la explicación que hay detrás de tu creación? Un arco iris es un fenómeno óptico que aparece como una banda de colores en arco, resultado de la refracción de los rayos de luz del sol por la lluvia. Cuando el sol brilla sobre las gotas de agua en la atmósfera, se forma un arco iris, tal y como lo ve la gente.

Un arco iris muestra los colores rojo, naranja, amarillo, verde, azul, añil y violeta, en ese orden. Su formación también puede deberse a la niebla, el rocío y las salpicaduras. Cuando la luz incide en la superficie de una gota de agua, cambia de velocidad y se curva. Se refracta al entrar en el agua y vuelve a refractarse al salir de la gota. El resultado es que la luz se refleja en ángulos variables, creando un arco iris.

La luz viaja en ondas cuya longitud depende del color. Cuando la luz se retrae, los distintos colores se refractan y se curvan también en distintas cantidades. Esta es la razón por la que vemos diferentes colores en un espectro cuando hay un arco iris.

2 arco iris en el cielo

Arco iris doble con rayos anticrepusculares que convergen hacia las montañas Sangre de Cristo al norte de Santa Fe, Nuevo México. Este arco iris doble muestra la Banda Oscura de Alexander entre los arco iris.

Sólo se puede ver un arco iris cuando las gotas de lluvia caen en la dirección de 42 grados de su sombra, y la elevación del sol es inferior a 42 grados sobre el horizonte (a menos que esté en un avión o en la cima de una montaña)

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En las latitudes altas del verano del hemisferio norte, la elevación del sol permanece baja en el cielo durante todo el día y nunca se pone por debajo del horizonte en los puntos situados por encima del círculo polar ártico. Me encanta cuando veraneo en Alaska; a menudo veo arco iris que duran horas. Arco iris doble a las 10:24 PM, 25 de junio de 2018, elevación del sol = 6,0 deg, (latitud = 58,5 deg. N) Katmai National Park & Preserve, Alaska.

Cuando la luz encuentra una interfaz entre dos medios diferentes, se refracta (se dobla). Parte de la luz también se refleja en la superficie de la interfaz. La cantidad de luz que se refleja o refracta a través de la interfaz depende del ángulo de incidencia de la luz, de los índices de refracción de los medios a ambos lados de la interfaz y de la longitud de onda (color) de la luz.