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Sol y lluvia: una receta para arcoiris

Sol y lluvia: una receta para arcoiris

Ya sea que creas que son un signo de la promesa de Dios, o hay una olla de oro esperándote al final, los arcoiris son una de las exhibiciones más felices de la naturaleza.

¿Por qué raramente vemos arcoiris? ¿Y por qué están aquí un minuto y se han ido al siguiente? Haga clic para explorar las respuestas a estas y otras preguntas relacionadas con el arco iris.

¿Qué es un arco iris?

MamiGibbs / Getty Images

Los arcoíris son básicamente la luz solar que se extiende en su espectro de colores para que podamos ver. Debido a que un arco iris es un fenómeno óptico (para los fanáticos de la ciencia ficción, es como un holograma), no es algo que se pueda tocar o que exista en un lugar en particular.

¿Alguna vez se preguntó de dónde viene la palabra "arco iris"? La parte "lluvia" representa las gotas de lluvia necesarias para hacerlo, mientras que "arco" se refiere a su forma de arco.

¿Qué ingredientes son necesarios para hacer un arco iris?

Cristian Medina Cid / Moment Open / Getty Images

Los arcoiris tienden a aparecer durante un baño de sol (lluvia y sol al mismo tiempo) así que si supusiste que el sol y la lluvia son dos ingredientes clave para hacer un arco iris, estás en lo correcto.

Los arcoíris se forman cuando se unen las siguientes condiciones:

  • El sol está detrás de la posición del observador y no está a más de 42 ° sobre el horizonte.
  • Está lloviendo frente al observador.
  • Las gotas de agua están flotando en el aire (es por eso que vemos arcoiris justo después de que llueve)
  • El cielo está suficientemente despejado de nubes para que se vea el arco iris.

El papel de las gotas de lluvia

NASA Scijinks

El proceso de creación del arco iris comienza cuando la luz del sol brilla sobre una gota de lluvia. A medida que los rayos de luz del sol golpean y entran en una gota de agua, su velocidad disminuye un poco (porque el agua es más densa que el aire). Esto hace que el camino de la luz se doble o "refracte".

Antes de continuar, mencionemos algunas cosas sobre la luz:

  • La luz visible está compuesta de diferentes longitudes de onda de color (que aparecen blancas cuando se mezclan)
  • La luz viaja en línea recta a menos que algo la refleje, la doble (la refracte) o la disperse. Cuando ocurre cualquiera de estas cosas, las diferentes longitudes de onda de color se separan y se pueden ver.

Entonces, cuando un rayo de luz entra en una gota de lluvia y se dobla, se separa en sus longitudes de onda de color componentes. La luz continúa viajando a través de la gota hasta que rebota (se refleja) en la parte posterior de la gota y sale del lado opuesto en un ángulo de 42 °. A medida que la luz (aún separada en su gama de colores) sale de la gota de agua, se acelera a medida que viaja de regreso al aire menos denso y se refracta (por segunda vez) hacia los ojos.

Aplica este proceso a toda una colección de gotas de lluvia en el cielo y voilá, obtienes un arcoíris completo.

Por qué Rainbows sigue a ROYGBIV

Oren neu dag / Wikimedia Commons

¿Alguna vez has notado cómo los colores de un arcoíris (desde el borde exterior hacia el interior) siempre se vuelven rojos, naranjas, amarillos, verdes, azules, índigo, violetas?

Para averiguar por qué es así, consideremos las gotas de lluvia en dos niveles, uno encima del otro. En un diagrama anterior, vemos que la luz roja se refracta fuera de la gota de agua en ángulos más pronunciados hacia el suelo. Entonces, cuando uno mira un ángulo pronunciado, la luz roja de las gotas más altas viaja en el ángulo correcto para encontrarse con los ojos. (Las otras longitudes de onda de color salen de estas gotas en ángulos más superficiales y, por lo tanto, pasan por encima). Es por eso que el rojo aparece en la parte superior de un arco iris. Ahora considere las gotas de lluvia inferiores. Cuando se mira en ángulos menos profundos, todas las gotas dentro de esta línea de visión dirigen la luz violeta al ojo, mientras que la luz roja se dirige fuera de la visión periférica y hacia abajo a los pies. Es por eso que el color violeta aparece en la parte inferior del arco iris. Las gotas de lluvia entre estos dos niveles rebotan diferentes colores de luz (en orden de la siguiente longitud de onda más larga a la más corta, de arriba a abajo) para que un observador vea el espectro a todo color.

¿Los arcoíris tienen realmente forma de arco?

Horst Neumann / The Image Bank / Getty Images

Ahora sabemos cómo se forman los arcoíris, pero ¿qué hay de dónde obtienen su forma de arco?

Como las gotas de lluvia son de forma relativamente circular, la reflexión que crean también es curva. Lo creas o no, un arco iris completo es en realidad un círculo completo, solo que no vemos la otra mitad porque el suelo se interpone en el camino.

Cuanto más bajo esté el sol hacia el horizonte, más del círculo completo podremos ver.

Los aviones ofrecen una vista completa ya que un observador podría mirar hacia arriba y hacia abajo para ver la proa circular completa.

Arcoiris dobles

Mansi Ltd / The Image Bank / Getty Images

Hace unas pocas diapositivas aprendimos cómo la luz atraviesa un viaje de tres pasos (refracción, reflexión, refracción) dentro de una gota de lluvia para formar un arco iris primario. Pero a veces, la luz golpea la parte posterior de una gota de lluvia dos veces en lugar de solo una. Esta luz "re-reflejada" sale de la gota en un ángulo diferente (50 ° en lugar de 42 °) dando como resultado un arco iris secundario que aparece sobre el arco primario.

Debido a que la luz sufre dos reflejos dentro de la gota de lluvia, y menos rayos atraviesan los 4 pasos, su intensidad se reduce por ese segundo reflejo y, como resultado, sus colores no son tan brillantes. Otra diferencia entre el arco iris simple y el doble es que el esquema de color para los arcoiris dobles se invierte. (Sus colores son violeta, índigo, azul, verde, amarillo, naranja, rojo.) Esto se debe a que la luz violeta de las gotas de lluvia más altas entra en los ojos, mientras que la luz roja de la misma gota pasa sobre la cabeza. Al mismo tiempo, la luz roja de las gotas de lluvia inferiores entra en los ojos y la luz roja de estas gotas se dirige a los pies y no se ve.

¿Y esa banda oscura entre los dos arcos? Es el resultado de diferentes ángulos de reflexión de la luz a través de las gotas de agua. (Los meteorólogos lo llaman Banda oscura de Alexander.)

Arcoiris triples

Mark Newman / Lonely Planet Images / Getty Images

En la primavera de 2015, las redes sociales se encendieron cuando un residente de Glen Cove, Nueva York, compartió una foto móvil de lo que parecía ser un arcoíris cuádruple.

Si bien es posible en teoría, los arcoiris triples y cuádruples son extremadamente raros. No solo requeriría múltiples reflejos dentro de la gota de lluvia, sino que cada iteración produciría un arco más tenue, lo que haría que los arcoiris terciarios y cuaternarios sean bastante difíciles de ver.

Cuando se forman, los arcoiris triples generalmente se ven contra el interior del arco primario (como se ve en la foto de arriba), o como un pequeño arco de conexión entre el primario y el secundario.

Arcoiris no en el cielo

www.bazpics.com/Moment/Getty Images

Los arcoiris no solo se ven en el cielo. Un aspersor de agua de jardín. Niebla en la base de una cascada que salpica. Estas son todas las formas en que puedes ver un arco iris. Mientras haya luz solar brillante, gotas de agua suspendidas y esté posicionado en el ángulo de visión adecuado, ¡es posible que se pueda ver un arco iris!

También es posible crear un arcoiris sin involucrando agua. Sostener un prisma de cristal hasta una ventana soleada es un ejemplo de ello.

Recursos

  • NASA SciJinks. ¿Qué causa un arco iris? Consultado el 20 de junio de 2015.
  • Servicio Meteorológico Nacional de NOAA Flagstaff, AZ. ¿Cómo se forman los arcoiris? Consultado el 20 de junio de 2015.
  • El Departamento de Ciencias Atmosféricas de la Universidad de Illinois WW2010. Arcoiris secundarios. Consultado el 21 de junio de 2015.

Ver el vídeo: HAZ UN ARCOIRIS EN EL AGUA (Junio 2020).