Los arcoíris se encuentran entre las exhibiciones más hermosas de la naturaleza. Ni es una “cosa”, ni existe en un “lugar” particular. Un arco iris es más bien una ilusión óptica o un fenómeno que no está controlado por los seres humanos y aparece cuando la luz del sol y las condiciones atmosféricas son las adecuadas y también la posición del espectador para verlo.
Un arcoíris se produce como resultado de la interacción entre la luz solar, el agua y el aire, y esta es la razón por la que es más visible cuando hay un día soleado y lluvioso. La formación de un arcoíris implica un fenómeno físico, que incluye dispersión, refracción, reflexión y reflexión interna total.
Un arco iris se forma debido a la luz del sol y las condiciones atmosféricas. La luz entra en una gota de agua, se ralentiza y se dobla a medida que pasa del aire al agua, que es más densa. La luz se refleja dentro de la gota separándose en sus longitudes de onda o colores componentes. Cuando la luz sale de la gota, crea un arco iris. Esto sucede cuando los rayos del sol entran en contacto con la gota de lluvia en un cierto ángulo.
Proceso paso a paso de la formación de un arcoíris
La formación de un arcoíris se describe paso a paso a continuación:
1. Los rayos del sol golpean la gota de lluvia
La luz blanca del sol debería golpear las gotas de agua en un cierto ángulo. El ángulo formado es muy importante ya que determina si el arcoíris se formará o no. Los arco iris se forman principalmente al amanecer o al final de la tarde, ya que es mejor si el sol está bastante bajo en el cielo y proporciona el ángulo ideal para formar el arco iris. Cuando el ángulo no es apropiado, no podemos ver el arcoíris.
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2. Parte de la luz del sol se refleja
Cuando los rayos del sol inciden o entran en contacto con gotas de agua, la luz del sol se refleja. En el proceso, la luz obedece la ley de la reflexión . Se puede entender mejor cuando vemos a través de una ventana de cristal, pero, al mismo tiempo, se puede ver nuestro propio reflejo. Esto se debe a que la ventana transmite y refleja la luz. El agua también puede hacer esto.
3. El resto de la luz se refracta
La luz que no se refracta cruza la capa límite de aire y agua y se ralentiza ya que el agua es más densa que el aire. La reducción de la velocidad hace que el camino de la luz se doble, lo que se llama refracción . Esta es la razón por la cual el arcoíris siempre está curvado o inclinado hacia la línea normal.
4. La luz blanca se divide en diferentes colores
La luz blanca se compone de un espectro de colores, cada uno con su propia longitud de onda. Diferentes longitudes de onda viajan a diferentes velocidades mientras encuentran un cambio en el medio que es más denso o menos denso; las velocidades se ven afectadas por la diferencia de cantidades. Por lo tanto, los colores se separan. Este fenómeno se conoce como Dispersión. Es por eso que el arcoíris tiene diferentes colores.
5. Las luces se reflejan detrás de la gota de lluvia
Cuando la luz golpea la interfaz agua-aire en la parte posterior de la gota de lluvia, forma un ángulo. Si el ángulo de incidencia es mayor en comparación con el ángulo crítico, se produce una reflexión interna total y se puede ver el arco iris. Mientras que, si el ángulo es menor que el ángulo crítico, el arco iris formado no será visible.
6. Se produce más refracción
A medida que la luz sale de la gota de lluvia, su velocidad cambia. Dado que en este punto, el movimiento de la luz se aleja de un medio más denso (agua) hacia un medio menos denso (aire), la velocidad aumenta. El aumento de la velocidad hace que las ondas de luz o la trayectoria de la luz se desvíen de la línea normal. Este es otro ejemplo de refracción. Esta refracción contribuye a la formación del arco iris.
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7. Formas de color con más dispersión
A medida que los rayos se refractan una vez más, las diversas longitudes de onda se ven afectadas en diferentes grados y mejoran la formación clara de los colores del arco iris. Con la mayor separación de los colores componentes de la luz blanca y la refracción, los colores definidos y la forma del arco iris son visibles con dispersión .
¿Por qué aparece el arcoíris después de la lluvia?
Se deben cumplir tres condiciones para ver un arcoíris. Primero, debe estar lloviendo porque un arcoíris requiere que las gotas de agua floten en el aire. Es por eso que es visible justo después de que llueve. En segundo lugar, el sol debe estar brillando. Tercero, la ubicación del observador debe estar entre el sol y la lluvia.
El Sol debe estar a tu espalda, y las nubes alejadas del Sol para que aparezca el arcoíris. En el cielo, cuanto más bajo está el sol, más alto es el arco del arco iris.
¿Cómo obtiene un arcoíris sus colores?
Isaac Newton estableció que, debido a la refracción, la luz blanca tiende a separarse en sus longitudes de onda constituyentes. La contribución de Newton dio una nueva comprensión de que la luz blanca es una mezcla de luz de color y que cada color se refracta en un grado diferente. Los diferentes colores corresponden a luz con diferentes longitudes de onda y se refractan en diferentes grados. Este proceso de separación de colores se llama dispersión.
Una vez que los colores de la luz del sol se separan por refracción, somos capaces de distinguirlos en el esplendor que es un arco iris, un espectacular rayo de colores. La luz del sol parece blanca, pero en realidad se compone de diferentes colores como el violeta, el índigo, el azul, el verde, el amarillo, el naranja y el rojo (VIBGYOR).
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El sol crea arcoíris cuando la luz blanca del sol pasa a través de las gotas de lluvia. Aquí, las gotas de lluvia funcionan como diminutos prismas que desvían los diferentes colores en luz blanca, por lo que la luz se esparce en una banda de colores que se pueden reflejar como un arco iris.
¿Qué significan los 7 colores del arcoíris?
La luz del sol se compone de muchas longitudes de onda o colores de luz. Cada ola de color tiene una longitud diferente. Por lo general, algunas de estas longitudes de onda se desvían comparativamente más que otras en el momento en que la luz ingresa a la gota de agua. Entonces, cuando la luz sale de la gota de agua, se separa en todas sus longitudes de onda. Vemos 7 colores del arcoíris, y son violeta, índigo, azul, verde, amarillo, naranja y rojo.
La luz roja, por ejemplo, tiene la longitud de onda más larga y solo se dobla en un ángulo de unos 42 grados. Mientras que la luz violeta tiene la longitud de onda más corta y se dobla en un ángulo de alrededor de 40 grados antes de salir de la gota de agua. Como la longitud de onda de la luz roja es más larga, aparece principalmente en el borde exterior del arco iris. Así, el Rojo estará arriba y el Violeta abajo.
Del mismo modo, los otros colores también se ordenan según su longitud de onda. Asimismo, otras ondas de luz también se reflejan desde el arco iris; sin embargo, estas ondas de luz no son visibles para nuestro ojo humano desnudo. Además, se encuentra que estos rayos invisibles están presentes en ambos lados del arco iris.
Los rayos ultravioleta son más cortos que los rayos violetas y los rayos X son incluso más cortos que los rayos ultravioleta. La radiación gamma normalmente se produce en el extremo más alejado de este lado del arco iris. En el otro extremo del espectro se encuentra la radiación infrarroja y las ondas de radio.
Referencias: