Para que aparezca el arcoíris se tienen que dar las condiciones
adecuadas. Como todos hemos podido comprobar, no vemos el arcoíris cada
vez que llueve, sobre todo en condiciones de tormenta o con mucho
viento. Tiene que haber lluvia en suspensión para que las bolitas de las
gotas de lluvia sean lo más circulares posible; tiene que haber sol
bajo, no puede estar en el cenit y, lógicamente, tenemos que estar
nosotros en la posición adecuada.
¿Qué
ocurre cuando llega un rayo de sol a una de esas gotitas de agua que
hay en suspensión en la atmósfera? Como ya sabemos, la luz del sol se
transmite en línea recta siempre que no cambie el medio en el que está
viajando, cuando se encuentra con las bolitas de agua cambia el medio
así que tiene que cambiar su dirección, eso es lo que se llama
refracción de la luz. Y no solo cambia la dirección sino que,
dependiendo del color, se desvía de diferente forma, es lo que se llama
dispersión de la luz. El ángulo de desviación que sufre la luz cuando
entra en la gota de agua es menor para la luz roja, máximo para la luz
violeta, e intermedio para el resto de colores que componen la luz
blanca. Es lo mismo que ocurre en un prisma.
Una vez que el rayo de luz está dentro de la bolita de agua, cruza el
diámetro de la gota y se encuentra con el otro lado, el que vuelve a
dar salida al aire. Parte de la luz no sale al exterior de la bolita
sino que se mantiene dentro de la bolita de agua. Esto es lo que se
llama reflexión interna.
Como la luz ya está separada por colores, el ángulo de reflexión es
ligeramente diferente también para cada color. Cuando vuelve hacia atrás
de nuevo se encuentra con la cara por la que había entrado la primera
vez y vuelve a cambiar su dirección al salir hacia atrás (se refracta de
nuevo). En resumidas cuentas, sale por el mismo lado donde había
entrado pero con un ángulo muy diferente, entre 138 y 140 grados
respecto a la dirección inicial. Y respecto a nosotros, que para ver el
arcoíris debemos estar entre el sol y las gotas de agua, ese ángulo está
aproximadamente a 40 grados. Para entender por qué vemos un arco
tenemos que pensar en qué figura geométrica describe 40 grados siendo
nosotros un vértice. Y esa figura es un cono. Desde donde estamos
nosotros, a izquierda, derecha, hacia arriba y, obviamente, no hacia
abajo porque está el suelo, esos 40 grados de apertura forman un cono.
Si no estuviera el suelo veríamos un círculo completo, pero como está el
suelo lo que vemos es una parte del cono, un arco, el arcoíris.
Pero en algunas circunstancias especiales es posible ver el círculo
completo. Por ejemplo, desde un avión puede verse cuando la cortina de
agua está por debajo. Entonces no hay suelo y el arco se cierra
completamente. También hay fotografías muy bonitas del círculo completo
hechas desde rascacielos cuando se produce el ángulo adecuado del sol y
la cortina de agua está más baja que el lugar desde el que se está
haciendo la foto.
Nosotras respondemos es un consultorio científico semanal de El País que contesta las dudas de los lectores sobre ciencia y tecnología. Son científicas y tecnólogas, socias de AMIT (Asociación de Mujeres Investigadoras y Tecnólogas), las que responden a esas dudas.
Foto de Avi Vega
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