Arcoiris

arcoiris

El arcoíris es un fenómeno óptico-meteorológico que se manifiesta como una banda arqueada de colores en el cielo, donde cierto nivel de humedad y luz solar son necesarios para su visualización. Este se produce mediante la descomposición de la luz blanca proveniente del sol al atravesar las partículas de agua suspendidas en la atmósfera.

Los arcoíris no están localizados en una posición específica, ya que más bien son una ilusión óptica, lo que implica que si bien dos observadores se encuentran ante un mismo fenómeno, nunca ven el mismo arcoíris. Entre los colores que componen este fenómeno se encuentran el rojo, naranja, amarillo, verde, cian, azul y violeta.

Fundamentación física

La luz blanca proveniente del sol está parcialmente compuesta de radiaciones cuyo conjunto es denominado espectro visible. Dentro de este espectro de radiaciones, cada una está caracterizada por su frecuencia y longitud de onda. La manifestación óptica de determinada radiación es un color que se corresponde con esta de forma unívoca, cubriendo así el espectro visible todos los colores que el ojo humano puede percibir.

Cuando la luz atraviesa un material translúcido, su trayectoria en línea recta se quiebra debido un fenómeno llamado refracción. A esto le sigue el fenómeno de la dispersión, que implica una disminución de la velocidad de la luz, generando un desfasaje de las radiaciones que la componen; esto puede entenderse como un quiebre en el orden que llevaban las radiaciones para formar la luz blanca.

Consecuentemente, la luz blanca se descompone en cada uno de los colores que la conforman. En el caso del arcoíris, el material transparente en el que se genera la refracción y dispersión sería el conjunto de partículas de agua suspendidas en la atmósfera.

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Cuando el rayo de luz ingresa en la gota, se disocia en haces de luz de diferentes colores, los cuales al alcanzar la pared alterna de la gota, se reflejan hacia la pared frontal y con esto la banda de colores se va amplificando. Luego, el espectro de radiaciones logra escapar de la gota y llegan a los ojos del observador.

Este proceso implica que un observador solo podrá ver un arcoíris estando de espaldas al sol y teniendo en frente una atmósfera suficientemente húmeda, debe además ubicarse adecuadamente donde las radiaciones puedan llegar a los ojos. Sin embargo, en caso de que se usen gafas polarizadas no será posible ver el fenómeno, ya que los cristales filtran las radiaciones provenientes de las gotas suspendidas en el aire.

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Debido a la naturaleza óptica del fenómeno, dos observadores siempre ven arcoíris distintos y además, no es posible ver los extremos del arco, es decir, el final del arcoíris, ya que este no es un objeto físico ocupando un lugar en el espacio. Sin embargo, algunos fenómenos similares, como el halo, se presentan de forma circular, pero estos poseen un ángulo de incidencia de la luz distinto.

El ángulo con el que la radiación del sol llega es también de suma importancia; cuanto más bajo se vea el sol en el horizonte, más predispuesta está la luz a generar el efecto. Por esto, es más común ver el fenómeno durante las primeras horas de sol en la mañana o por las últimas horas de la tarde y en muy raras ocasiones durante el medio día.

Colores

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En teoría, los colores que se pueden apreciar en un arcoíris son todos aquellos que se encuentran entre el rojo y el violeta, incluyendo a estos. Esto da un abanico de colores que comprende a cualquier color, sin embargo algunos se ven con mucha nitidez, mientras que otros no son percibidos. En orden de arriba hacia abajo, los colores que se distinguen en un arcoíris con sus respectivas longitudes de onda son:

  • Rojo: Entre 618 nm y 780 nm.
  • Naranja: Entre 595 nm y 630 nm.
  • Amarillo: Entre 574 nm y 582 nm.
  • Verde: Entre 495 nm y 570 nm.
  • Cian: Entre 474 nm y 489 nm.
  • Azul: Entre 460 nm y 482 nm.
  • Violeta: Entre 380 nm y 420 nm.

La intensidad de los colores depende del tamaño y forma de las gotas: con gotas muy pequeñas los colores tienden a ser tenues y con gotas grandes se logran apreciar colores más intensos. Así mismo, también dependerá de las condiciones atmosféricas y su composición química, pues en ciertas condiciones en el ambiente podrían de antemano filtrar radiaciones, impidiendo que ciertos colores se manifiesten.

Tipos

Como ya se ha mencionado en este artículo, las características de un arcoíris dependen de sobremanera en las condiciones del ambiente donde se manifiesta el fenómeno, dando lugar a una tipificación que se muestra a continuación.

  • Arcoíris primario: Es una forma alternativa de enunciar el arcoíris. Este tiene todas las características descritas a lo largo del artículo, pero recibe este nombre cuando está relacionado con un arcoíris doble.
  • Arcoíris secundario: Un arcoíris doble está formado por uno primario y otro secundario. El secundario se encuentra por encima del primario, teniendo un arco más amplio, es más ancho y sus colores son más tenues, lo que hace que en muchas ocasiones sea difícil de distinguir.
    arcoiris_secundario
    Sin embargo, su característica principal es que tiene el orden de sus colores invertidos: este va, en orden descendente, de los tonos violeta hacia los rojos.
    Esto ocurre cuando la luz que intercepta las gotas logra reflejarse dos veces, este reflejo se proyecta luego en otras gotas de agua en la periferia.
  • Arcoíris lunar: Aparece por el reflejo de la luz del sol en la luna. Aquí, debido a que la luna absorbe ciertas radiaciones de la luz del sol, un arcoíris lunar no podrá mostrar el espectro de colores que muestra un arcoíris que se genera directamente con la radiación del sol.
    arcoiris_nocturno
  • Arcoíris supernumerario: En este caso puede visualizarse un patrón por debajo del arcoíris primario, rara vez debajo del secundario, donde se tiene una aparición repetitiva de arcoíris. Dentro de este patrón los arcoíris van volviéndose tenues y adquieren colores en tonos pastel, donde resaltan principalmente las tonalidades rosa, verde y púrpura.
    arcoiris_supernumerario
  • Arcoíris monocromático: Como su nombre lo indica, es una variante del fenómeno que ocurre cuando el sol se encuentra muy cerca del horizonte, salida o puesta del sol, haciendo que la luz vaya dispersando durante su trayecto las tonalidades azules, verdes y amarillas. Con esto solo quedan los tonos rojos, haciendo que el cielo y los arcoíris que puedan formarse se muestren en estos tonos.
  • Arcoíris gemelos: Son dos arcoíris que se extienden desde un mismo punto, pero van separándose a medida que la curvatura va tomando lugar. A diferencia del arcoíris secundario, este no invierte ni altera el orden de los colores.
    Esta variante se manifiesta por una distribución heterogénea de la dimensión de las gotas de agua presentes en la atmósfera, es decir: presencia de gotas grandes y pequeñas.
    arcoiris_gemelo
  • Halos: Si bien estos no son arcoíris, aparecen por la misma fundamentación física, con la diferencia que se forman una circunferencia completa y la refracción y dispersión se da en partículas de cristales de hielo suspendidas en la alta atmósfera.
    arcoiris_halo

Lugares con mayor frecuencia

Debida a que un arcoíris tiene una gran dependencia de las condiciones atmosféricas, muchos lugares deben de esperar condiciones de tormenta o lluvias para poder apreciar el fenómeno, sin embargo, existen ciertas localidades donde estos pueden verse con regularidad.

  • Hawái: Su locación geográfica lo pone en ventaja para la manifestación constante de arcoíris. Los vientos suelen traer humedad a la zona, donde suelen formarse nubes leves bajo cielos mayormente claros; condiciones óptimas para apreciar un arcoíris.
  • Irlanda: Regularmente se tienen lluvias que son seguidas por periodos de sol, generando condiciones adecuadas para la formación de un arcoíris. Estos se dan más comúnmente durante el otoño y la primavera en las zonas costeras.
  • Australia: En la zona suroeste de Australia existe una zona llamada Rainbow Coast (en español, Costa del Arcoíris), esto debido a la constante aparición de estos. El ángulo con el que llega la luz solar desde el norte y las lluvias provenientes de las costas del sur, hacen posible que puedan verse arcoíris prácticamente todos los días.
  • Las cataratas: Con la caída de las aguas desde una catarata, la fricción entre el aire y el agua alcanza a pulverizar el agua. Sumado a esto, el choque de las aguas que caen con las que se encuentran en la superficie, generan una gran cantidad de partículas de agua en el ambiente. Junto a esto, un ángulo de incidencia adecuado de la luz asegura la presencia de un arcoíris en estos lugares.
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