El arcoíris es uno de los espectáculos más fascinantes de la naturaleza. Su aparición en el cielo después de una lluvia ha inspirado mitos, leyendas y explicaciones científicas a lo largo de la historia. Pero, ¿qué es realmente un arcoíris y cómo se forma?
El 3 de abril se celebra el Día Mundial del Arcoíris, una fecha que busca resaltar la belleza y el significado de este fenómeno en la cultura y la ciencia. En MILENIO exploramos su naturaleza y los procesos físicos que lo causan.
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¿Qué es un arcoíris?
Desde la Biblia hasta los experimentos de Isaac Newton, este fenómeno óptico ha sido objeto de estudio y admiración, pero este es un evento que se origina en la atmosfera de la Tierra.
Un arcoíris, de acuerdo a National Geographic, es un fenómeno óptico atmosférico que ocurre cuando la luz solar interactúa con gotas de agua en la atmósfera y aparece como un arco de colores, que van del rojo al violeta.
Según la Enciclopedia Britannica, el arcoíris se genera cuando la luz de una fuente lejana, como el Sol, atraviesa una agrupación de gotas de agua suspendidas en el aire. Este efecto es resultado de la refracción, reflexión y dispersión de la luz dentro de las gotas.
El Instituto de Química de São Carlos de la Universidad de São Paulo (IQSC-USP) explica que cada persona ve un arcoíris diferente, ya que su percepción depende de la posición entre el observador, el Sol y las gotas de agua.
¿Cómo se forma un arcoíris?
El proceso de formación de un arcoíris involucra varios principios físicos. De acuerdo a National Geographic la luz solar, al entrar en una gota de agua, se refracta, es decir, cambia de dirección.
Dentro de la gota, parte de la luz se refleja en su interior y, al salir nuevamente al aire, se refracta otra vez, descomponiéndose en los distintos colores del espectro visible.
El Laboratorio de Óptica de la Universidad de Campinas (Unicamp) señala que este fenómeno fue estudiado por René Descartes e Isaac Newton.
Newton demostró que la luz blanca del Sol está compuesta por diferentes colores y que estos pueden separarse al pasar a través de un prisma, un principio clave para entender la formación del arcoíris.
National Geographic explica que cada color se separa porque las longitudes de onda de la luz se desvían en ángulos distintos:
- Rojo: longitud de onda más larga (650 nm), se desvía menos y aparece en el exterior del arco.
- Violeta: longitud de onda más corta (400 nm), se desvía más y aparece en el interior.
Además del arcoíris primario, en algunas ocasiones se forma un arcoíris secundario, que es más tenue y tiene los colores invertidos.
Esto ocurre cuando la luz sufre dos reflexiones internas dentro de la gota de agua antes de salir. Este segundo arcoíris es menos brillante debido a la pérdida de luz en cada reflexión.
¿Por qué el arcoíris tiene forma de arco?
Aunque lo vemos como un semicírculo, en realidad el arcoíris es un círculo completo, según la fuente citada. Sin embargo, desde el suelo solo podemos ver la mitad superior, ya que la parte inferior se oculta por el horizonte.
¿Hay tipos de arcoíris?
Existen variaciones del arcoíris, dependiendo de las condiciones atmosféricas de acuerdo con lo informado por la Nueva Escuela Mexicana de la SEP:
- Arcoíris monocromático: ocurre al amanecer o atardecer, cuando la luz azul se dispersa y solo queda visible la luz roja.
- Arcoíris supernumerario: se observan múltiples arcos de colores más tenues, debido a interferencias en la luz.
- Arcoíris circunhorizontal: se forma en nubes cirros y parece un fuego en el cielo, ya que la luz se dispersa en cristales de hielo.
- Arcoíris doble: se forma cuando la luz se refleja dos veces dentro de la gota de agua, invirtiendo el orden de los colores en el segundo arco.
- Arcoíris gemelo: otro arcoíris doble donde ambos arcos mantienen los colores en el mismo orden. Es muy raro porque los dos arcos nacen de un solo punto y los colores no se invierten como en el secundario
Más allá de su belleza, este es un fenómeno que nos ayuda a comprender la naturaleza. En el Día Mundial del Arcoíris, vale la pena detenerse a admirar este espectáculo natural y saber qué es o cómo se forma.
YRH