Se non avevi idea di cosa sia un arcobaleno o di cosa lo causi, potresti effettivamente credere ad alcune delle leggende che diverse culture antiche hanno creato per spiegarlo. Gli arcobaleni sono tra i più bei spettacoli della natura.

Arcobaleno a Suuroy, Isole Faroe. Foto di Erik Christensen.

Un arcobaleno non è veramente una “cosa” e non esiste in un “luogo” particolare. È un fenomeno ottico che si verifica quando la luce solare e le condizioni atmosferiche sono giuste e la posizione dello spettatore è giusta per vederlo.

Quando riesci a vedere un arcobaleno?

Un arcobaleno richiede che le goccioline d’acqua fluttuino nell’aria. Ecco perché li vediamo subito dopo la pioggia. Il Sole deve essere dietro di te e le nuvole si sono allontanate dal Sole perché l’arcobaleno appaia.

Perché un arcobaleno è un arco?

Un arcobaleno completo è in realtà un arco cerchio completo, ma da terra ne vediamo solo una parte. Da un aeroplano, nelle giuste condizioni, si può vedere un intero arcobaleno circolare.

Da un aereo in volo, potresti vedere un cerchio arcobaleno. Credito: NOAA.

Cosa succede nelle goccioline d’acqua?

La luce del sole splende su una goccia d’acqua. Quando la luce passa nella gocciolina, la luce si piega o si rifrange leggermente, perché la luce viaggia più lentamente nell’acqua che nell’aria (perché l’acqua è più densa). Quindi la luce rimbalza sul retro della goccia d’acqua e torna indietro nel modo in cui è venuta, piegandosi di nuovo mentre accelera quando esce dalla goccia d’acqua.

La luce entra in una goccia d’acqua, piegandosi mentre rallenta un po ‘passando dall’aria all’acqua più densa. La luce si riflette all’interno della gocciolina, separandosi nelle sue lunghezze d’onda componenti, o colori. Quando esce dalla goccia, forma un arcobaleno.

Perché i colori?

La luce solare è composta da molte lunghezze d’onda, o colori, della luce. Alcune di queste lunghezze d’onda si piegano più di altre quando la luce entra nella goccia d’acqua. Il viola (la lunghezza d’onda più corta della luce visibile) si piega di più, il rosso (la lunghezza d’onda più lunga della luce visibile) si piega di meno. Quindi, quando la luce esce dalla goccia d’acqua, viene separata in tutte le sue lunghezze d’onda. La luce che si riflette su di te, l’osservatore con la luce del sole proveniente da dietro di te, dalle goccioline d’acqua apparirà separata in tutti i colori dell’arcobaleno! Il viola sarà in basso e il rosso in alto.

Cosa rende un doppio arcobaleno?

Se la luce del sole viene riflessa due volte all’interno delle goccioline d’acqua, appare un arcobaleno secondario. Gli arcobaleni secondari sono più deboli e l’ordine del colore è invertito, con il rosso sul fondo. Credito: Leonardo Weiss tramite Wikimedia Commons.

A volte puoi vedere un altro arcobaleno secondario più debole sopra l’arcobaleno principale. L’arcobaleno primario è causato da un riflesso all’interno della goccia d’acqua. L’arcobaleno secondario è causato da un secondo riflesso all’interno della goccia e questa luce “riflessa” esce dalla goccia con un angolo diverso (50 ° invece di 42 ° per l’arco primario rosso). Questo è il motivo per cui l’arcobaleno secondario appare sopra l’arcobaleno primario. Anche l’arcobaleno secondario avrà l’ordine dei colori invertito, con il rosso in basso e il viola in alto.