Arco Iris doble sobre el campo de hockey hierba de la estación de tren de Castelldefels, captado por Nicola Lavarino el 14 de mayo de 2023 y abajo de esta página web, vista del mismo fenómeno desde El Poal (Castelldefels), en imagen de Josep Mª. Fernàndez.
Como buen arco Iris doble, los colores en el arco menos luminoso se ven en orden inverso con respecto al arco iris más visible, así como más anchos.
Se produce cuando la luz solar llega a nosotros tras rebotar dos veces dentro de las gotas de agua, que actúan como un prisma, y hacen que la luz normal del sol la veamos por refracción descompuesta en los diferentes colores del espectro visible, según sus longitudes de onda. Este doble rebote hace que los rayos se proyecten invertidos y veamos los colores cambiados de orden a los de un arcoíris normal. Suelen darse al atardecer o por la mañana. La zona oscura entre ambos arcos se conoce como banda de Alejandro.
¿Por qué los arcoíris intensos no solo tienen dos arcos, uno invertido respecto del otro, sino que el arcoíris primario, el interior, la parte "dentro" del arcoíris primario siempre se ve "borrosa"?
Los arcoíris son fenómenos ópticos fascinantes que ocurren debido a la interacción de la luz solar con las gotas de agua en la atmósfera. Un fenómeno especial son los dobles.
- Arco Íris primario: este es el arco más brillante y vívido, formado por un único reflejo interno de la luz solar dentro de las gotas de agua. La luz se refracta (se 'dobla' o cambia de dirección) cuando ingresa en la gota, se refleja en la superficie interior y se refracta nuevamente cuando sale. Este proceso separa la luz en los colores que la componen, creando el espectro que nos es familiar, con el rojo en el borde exterior y el violeta en el interior.
- Arco Íris secundario: este arco más tenue e invertido está formado por dos reflejos internos dentro de las gotas de agua. El reflejo adicional hace que los colores aparezcan en orden inverso, con el rojo en el borde interior y el violeta en el borde exterior. El arco Íris secundario suele estar unos 10 grados fuera del arcoíris primario y es menos intenso porque se pierde más luz durante el segundo reflejo.
El área brumosa entre los arcoíris primario y secundario se conoce como banda de Alejandro, llamada así por Alejandro de Afrodisias, quien la describió por primera vez. Esta región parece más oscura porque la luz que normalmente la debería iluminar se redirige hacia los arcoíris primario y secundario.
Brillo dentro del arcoíris primario: La región dentro del arcoíris primario parece más brillante y, a veces, brumosa debido a la concentración de luz que se dispersa y refracta por las gotas de agua. Este efecto es causado por la dispersión múltiple de la luz dentro de las gotas, lo que mejora el brillo y crea un aspecto brumoso.
Factores adicionales
- Forma y tamaño de las gotas de lluvia: La forma y el tamaño de las gotas de lluvia también pueden influir en el aspecto de los arcoíris. Las gotas de lluvia más grandes tienden a producir arcoíris más vívidos y bien definidos, mientras que las gotas más pequeñas pueden hacer que los colores se mezclen y parezcan menos distintos. Las ligeras distorsiones en la forma de las gotas de lluvia, como el aplanamiento debido a la resistencia del aire, también pueden afectar la formación de arcoíris y contribuir a fenómenos como los arcoíris gemelos, donde se superponen dos arcoíris primarios.
Los arcoíris son una hermosa demostración de la interacción entre la luz y el agua, y sus intrincados detalles revelan mucho sobre la física de la luz y las condiciones atmosféricas.
¿Y por qué la región más clara, borrosa y difusa dentro del arcoíris primario es otra manifestación del efecto de la banda de Alejandro?
La región más clara, borrosa y difusa dentro del arcoíris primario está relacionada de hecho con los fenómenos ópticos que crean los arcoíris, pero no es directamente una manifestación de la banda de Alejandro. A continuación, se ofrece una explicación más detallada de por qué sucede esto:
Brillo dentro del arcoíris primario
Dispersión y refracción de la luz:
Cuando la luz del sol entra en una gota de lluvia, se refracta (se dobla) y luego se refleja internamente antes de salir de la gota. Este proceso separa la luz en sus colores componentes, creando el arcoíris.
La luz que se refracta y se refleja dentro de las gotas se concentra en la dirección del arcoíris primario, lo que genera una región más brillante dentro del arcoíris. Esto se debe a que los rayos de luz están más densamente agrupados en esta área, lo que mejora el brillo y crea una apariencia borrosa.
Dispersión múltiple:
Dentro del arcoíris primario, la luz sufre múltiples eventos de dispersión dentro de las gotas de agua. Esta dispersión difunde la luz, lo que hace que la región parezca borrosa y difusa. La dispersión múltiple también contribuye al brillo general de esta área.
Región oscura entre arcoíris:
La banda de Alejandro es la región más oscura entre los arcoíris primario y secundario. Parece más oscuro porque la luz que normalmente iluminaría esta área se redirige hacia los arcoíris primario y secundario. Esto crea un contraste entre las regiones brillantes dentro del arcoíris primario y la banda de Alejandro más oscura.
Resumen
La región más clara y borrosa dentro del arcoíris primario se debe principalmente a la concentración de luz refractada y dispersa dentro de las gotas de agua. Este efecto mejora el brillo y crea una apariencia borrosa. Si bien la banda de Alexander es un fenómeno óptico relacionado, se refiere específicamente a la región más oscura entre los arcoíris primario y secundario.
Los arcoíris son una hermosa demostración de la compleja interacción entre la luz y el agua, que revela los intrincados detalles de la física óptica."
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