¿Qué es y cómo se forma un arcoíris?
Es un fenómeno óptico-meteorológico que se genera por la refracción y reflexión de la luz solar en las gotitas de agua que se hallan suspendidas en el aire. Se lo puede identificar como un arco luminoso de 7 colores que aparece en el horizonte opuesto a la posición del sol, con un ángulo de 40 a 42º aproximadamente respecto a la luz incidente.
Para que el arcoíris se presente con cierta nitidez, deben darse condiciones específicas. Por ejemplo, que el sol brille cerca del horizonte, que haya gotas de agua suspendidas en la atmósfera, y que el observador se sitúe entre el sol y las gotas.
Además, la altura del sol determina la fracción del arco visible. Mientras más bajo esté, mayor será el arco, pudiendo llegar a observarse un semicírculo entero. Incluso, si se observa desde una gran altura, podría verse la circunferencia completa.
Como se trata de un fenómeno óptico, no tiene un final definido. Cada arcoíris es distinto para cada observador, y tanto la forma, el tamaño y la distancia, dependen del punto de vista. Como no se encuentra en ningún lugar concreto, es posible avanzar hacia el arcoíris y seguir viéndolo más adelante.
También es posible presenciar el fenómeno en cascadas, aspersores y fuentes cuando el viento esparce un manto de gotitas de agua.
Explicación del fenómeno
La luz que percibimos como blanca, en realidad se compone de todos los colores, cada uno con una longitud de onda propia. Pero cuando atraviesa diferentes medios (como el aire o el agua), cambia su velocidad y su dirección, y se produce el fenómeno de «refracción». Esto quiere decir que, en función de su longitud de onda, cada rayo de luz adquiere una dirección ligeramente distinta al resto. Por lo tanto, el resultado es la separación del haz en diferentes rayos de colores.
El rojo es el color que menos se desvía de la trayectoria original, seguido del naranja, el amarillo, verde, añil, azul y violeta, que es el que experimenta la mayor desviación. El orden de los colores es siempre el mismo, y depende de las longitudes de onda (la más larga es la del rojo, y la más corta la del violeta).
En ocasiones, puede observarse un arcoíris secundario, menos luminoso que el primario. Esto sucede cuando la luz que sale de la gota de agua se refleja de nuevo en otras gotas, y se repite entonces el proceso. Incluso puede ocurrir que, cuando los arcoíris primario y secundario son muy brillantes, se observe un tercero dentro del primario y un cuarto fuera del secundario. A estos arcos se los conoce como “supernumerarios”, y son causados por interferencia luminosa.
¿Por qué vemos estos 7 colores?
Los 7 colores del arcoíris son el rojo, naranja, amarillo, verde, añil, azul y violeta. Según el modelo RGB, hay 3 colores primarios, 2 secundarios y 2 terciarios.
La razón por la que vemos estos colores y no otros, es que las gotas de agua separan las longitudes de onda una por una, es decir, fragmentan la luz blanca en colores monocromáticos (que tienen una única longitud de onda). Por lo tanto, todos los colores policromáticos (formados por una mezcla de longitudes de onda), como el gris o el marrón, no pueden ser visibles.
Historia de la ciencia del arcoíris
Isaac Newton comprobó (hace más de tres siglos) que la luz blanca proveniente del sol está compuesta por todos los colores del arcoíris, y que un prisma de vidrio los puede separar. De esta manera, descartó la teoría de que los colores eran producto de modificaciones en la luz blanca.
Newton diferenció 7 colores: rojo, naranja, amarillo, verde, añil, azul y violeta. Por otra parte, demostró que la luz roja se refracta menos que la luz azul, y obtuvo la primera explicación científica de las principales características del arcoíris.
Sin embargo, no logró explicar los arcoíris supernumerarios. Fue Thomas Young quien se dio cuenta que la luz se comporta como una onda bajo determinadas circunstancias, y que puede interferir consigo misma.
El trabajo de Young fue completado por Richard Potter y George Biddell Airy, quienes pudieron explicar la relación entre la intensidad de los colores del arcoíris y el tamaño de las gotitas de agua.
Mitos y leyendas sobre el arcoíris
Cuando hablamos de los fotometeoros más conocidos, el arcoíris sin duda ocupa el primer lugar. Por tal motivo, a lo largo de la historia ha sido fuente de diversos mitos y leyendas:
Según un relato bíblico del Antiguo Testamento, Dios creó el arcoíris tras el Diluvio Universal, para mostrar su voluntad de jamás volver a destruir la Tierra con un diluvio.
Según la mitología griega, el arcoíris es la representación de la diosa “Iris”, que se presenta ante los humanos, agitando sus alas multicolores, para traerles mensajes desde el Olimpo.
Según la mitología nórdica, el arcoíris es un puente que une nuestro mundo (Midgard) con el de los dioses (Asgard).
Según el mito irlandés, cuando aparece un arcoíris, los duendes se hacen visibles. Entonces, si logramos ver uno, este se quedará inmóvil y no podrá escapar. Entonces, a cambio de su libertad, nos ofrecerá todas las riquezas escondidas detrás del arcoíris.