A volte osserviamo una serie di fasce semicircolari che si formano nel cielo: è l'arcobaleno. A volte, quando l'aria è molto umida e il sole è vicino all'orizzonte, possiamo vedere un arcobaleno se teniamo le spalle al sole. Questo è formato dalla rifrazione e riflessione della luce solare all'interno di goccioline d'acqua sospese nell'atmosfera. Poiché l'indice di rifrazione dipende dal colore, la luce solare si disperde, separando i colori.
Nella figura sottostante rappresentiamo la luce solare che colpisce una goccia d'acqua nell'aria. Dopo aver penetrato la goccia, la luce viene leggermente dispersa. Rappresentiamo solo i colori estremi: rosso e viola. I raggi si riflettono all'interno della goccia, ritornano e subiscono una nuova rifrazione, aumentando la separazione tra i colori.
I raggi viola e rossi emergenti formano angoli di circa 40º e 42º con il raggio incidente.
Raggi che emergono dalla goccia d'acqua
Dalla figura possiamo vedere che ogni goccia emette luci di tutti i colori di base. Tuttavia, a causa della differenza di angoli, ogni colore sarà ricevuto, dal nostro occhio, da una goccia situata ad un'altezza diversa. Ecco perché vediamo una serie di bande semicircolari colorate, con la banda rossa sopra e la viola sotto.
A volte ci sono due riflessi all'interno della goccia, come possiamo vedere nella figura sottostante. In questo caso, assistiamo alla formazione di un arcobaleno secondario, con intensità luminosa inferiore all'arcobaleno primario. I colori sono invertiti, cioè la luce viola passa e la luce rossa scende.
Presenza di due riflessi all'interno della goccia d'acqua
di Domitiano Marchesi
Laureato in Fisica
Squadra scolastica brasiliana
