Una de las obras
maestras más espléndidas de la naturaleza es el arcoiris.
Arcoiris reflejado al atardecer, a través
de Fotograf
Göran Strand . Capturó
esta imagen en Vansbro, Suecia, sobre un río conocido como
Västerdalälven. Más sobre esta imagen aquí .
Un arcoiris es una
excelente demostración de la dispersión de la luz y una prueba más de
que la luz visible se compone de un espectro de longitudes de
onda, cada una asociada a un color distinto.
Para ver un
arcoíris, su espalda debe estar hacia el sol mientras observa un ángulo de
aproximadamente 40 grados sobre el suelo en una región de la atmósfera con
gotas de agua suspendidas o incluso una neblina ligera.
Cada gota de agua
individual actúa como un pequeño prisma que dispersa la luz y la refleja de
nuevo a su ojo.
La luz y las gotas de lluvia trabajan
juntas para crear un arcoíris, pero ¿por qué está curvado?
Al mirar hacia el
cielo, las longitudes de onda de luz asociadas con un color específico llegan a
su ojo desde la colección de gotas. El efecto neto de la amplia gama de
gotas es que un arco circular de ROYGBIV se ve en el cielo.
Al hacer
el arcoíris, la luz del sol emerge de muchas gotas de lluvia a la vez, pero no
es una imagen bidimensional plana en la cúpula del cielo. Es como un
mosaico, compuesto de muchos bits separados en tres dimensiones.
Para conocer más sobre
la calidad tridimensional del arcoíris, simplemente sepamos que nuestro ojo ve
el arcoiris como si fuera plano por la misma razón por la que vemos el Sol y
la Luna como discos planos, porque, cuando miramos hacia el cielo, no hay
señales visuales para decirnos lo contrario.
Los arcoíris
son más que medio círculo; son realmente círculos enteros. Nunca veremos un
arcoíris circular desde la superficie de la Tierra porque nuestro horizonte se
interpone en el camino. Pero, en lo alto, en los aviones, a veces se les ve.
Ver más grande. | El arcoíris de círculo completo fue capturado en la
playa Cottesloe cerca de Perth, Australia, en 2013 por Colin Leonhardt de Birdseye View Photography . Estaba en un helicóptero volando entre un sol
poniente y un aguacero. Usado con permiso.
Al hacer
un arcoíris, la luz del sol que brilla en cada gota de agua individual se refracta,
o se divide en los colores que la componen; y la luz también se refleja,
de modo que esos diversos colores vuelven a rebotar.
Una clave
para el arcoíris es que la luz deja la colección de gotas de lluvia frente a nosotros en
un ángulo. Al hacer un arcoíris, el ángulo está entre 40 y 42 grados,
dependiendo del color (longitud de onda) de la luz.
Physicsclassroom.com
lo explicó de esta manera: El
círculo (o semicírculo) resulta porque hay una colección de gotas suspendidas
en la atmósfera que son capaces de concentrar la luz dispersa en ángulos de
desviación de 40-42 grados con respecto a la trayectoria original de la luz del
Sol.
Estas
gotitas en realidad forman un arco circular, con cada gota dentro del arco,
dispersando la luz y reflejándola hacia el observador.
Y, ¿Por qué se curva
el arcoíris? Para comprender la curvatura del arcoíris, se necesita cambiar
nuestra mente al modo de pensamiento tridimensional. Cecil Adams de la columna del periódico The
Straight Dope lo explicó de esta manera: Estamos
acostumbrados a pensar que el arcoíris es básicamente bidimensional, pero eso
es una ilusión causada por la falta de señales de distancia. La nube de gotas
de agua que produce el arcoíris obviamente se extiende en tres dimensiones.
La geometría de la reflexión, sin embargo, es tal que todas las gotas
que reflejan la luz del arcoíris hacia nosotros yacen en un cono con nuestros
ojos en la punta.
Se necesita un salto intuitivo para ver por qué debería ser
así, pero las gotas de agua reflejan la luz del Sol (o cualquier luz) en un
ángulo entre 40 y 42 grados dependiendo de la longitud de onda.
El Sol está bajo y detrás nuestro;
todos los rayos del Sol entran y golpean la nube de gotas de agua delante de
nosotros y se recuperan en un ángulo de aproximadamente 40 grados.
Los rayos
pueden rebotar 40 grados en cualquier dirección hacia arriba, hacia abajo o
hacia los lados. Pero lo único que vemos, son los que se encuentran en un cono
con un ángulo de 40 grados de lado al eje y nuestros ojos en la punta.
Un círculo como una sección de un cono, a través
de xactly.com
En realidad, los arcoíris no existen, no están
en ninguna parte del espacio, no se pueden tocar; son una colección de rayos de
gotas de lluvia centelleantes que llegan a nuestros ojos. Las gotas de lluvia
destellan rayos del arcoíris en un ángulo de 42 grados desde el punto directamente
opuesto al Sol.
Todas las
gotas que destellan el arcoíris están en la superficie de un cono con su punto
en el ojo. Pueden estar cerca y lejos; otras gotas que no están en el cono
también destellan la luz del Sol en colores del arcoíris, pero sus rayos no
llegan a nuestros ojos.
Solo vemos aquellos en el cono, y cuando miramos
hacia abajo del cono, vemos un circulo; por lo tanto, los arcoíris son
circulares.
Fuente:
EarthSky – 09.abril.2018 / The Physics Classroom et al.
Traducción libre de Soca
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