Arco iris

No es necesario recordar que el arco iris aparece en el cielo cuando llueve. Pero... ¿por qué se produce? Tiene usted el radiante Sol a su espalda y frente a sus ojos una espléndida cortina de gotas de agua dejadas por una gran nube. En esas condiciones, se ve el arco iris en dicha cortina. Es posible reproducir este fenómeno natural en casa.


Cada gota de lluvia de la cortina anterior descompone la luz solar que recibe en luz roja, naranja, amarilla, verde, etc. De este modo, si sumamos el efecto de todas las que están juntas en una cierta zona, el resultado visual es la formación del arco iris, el mítico arco de colores en el cielo.


Detallemos el proceso. Imagine que un rayo de sol es interceptado por una gota de agua. Al llegar la luz a su superficie, se produce una primera refracción (debido a que la luz pasa del aire al agua), desviándose el rayo más hacia abajo y simultáneamente separándose los colores de que está formada la luz blanca incidente.


Esos colores refractados se reflejan en la parte trasera de la gota y rebotan, avanzando (siempre en dirección descendente) hasta toparse con la parte interior de la superficie de la gota, en un punto inferior a donde los colores se reflejaron. En este nuevo encuentro agua-aire, la luz sufre una segunda refracción, que incrementa aún más la separación entre los susodichos seis colores que se había iniciado ya en la primera refracción.


Esta separación lleva a que las gotas inferiores de la cortina de agua reflejen hacia el observador los tonos próximos al azul (que no salen muy en vertical de la gota) y hacia el suelo que tiene delante el observador los tonos próximos al rojo (el observador, así, no podrá verlos, puesto que caen unos metros delante suya). Por el contrario, las gotas superiores de la cortina reflejan hacia el observador los tonos próximos al rojo (que abandonaban bastante en vertical la gota) y hacia el suelo que tiene por detrás el observador los tonos próximos al azul (que eran reflejados más bien en horizontal), de modo que éste no puede verlos.


El resultado es que vemos el rojo que reflejan las gotas superiores, el naranja que reflejan las gotas que están justamente por debajo de las anteriores, el amarillo de las de un poco más abajo, etc.


En nuestro caso, el astro rey se sustituirá por una linterna, pero menos fácil se antoja pensar en «algo» que haga de gota de agua, pues ha de tener un tamaño considerable para que el efecto que produce el agua sobre los rayos solares sea perceptible. No se complique y llene el vaso con agua casi hasta arriba. Deje la habitación a oscuras. Aunque ilumine con la linterna el vaso, no verá todavía el arco iris, pues aún no están completamente reproducidas las condiciones del fenómeno. Falta «reflejar» la luz, tal como hacen las gotas de agua en la atmósfera. Para ello, introduzca el espejo verticalmente en el agua, arrimado a una pared del vaso, y sujételo con una mano.


Apunte con la linterna hacia la superficie del agua de forma que la luz incida sobre ella casi en horizontal y en dirección tal que sea reflejada por el espejo. Ahora observe lo que ocurre sobre la superficie de la mesa en que se apoya el vaso. Si no se ha formado una pequeña tira de arco iris, incline un poco más o un poco menos la linterna hasta verla.


¿Qué ha hecho el conjunto agua-espejo? Pues ha producido una refracción, una reflexión y otra refracción a la luz de la linterna, exactamente igual que las gotas de agua que de forma natural crean un arco iris.


Sobre la mesa comprobamos que, efectivamente, la luz blanca proyectada por la linterna se descompone en luz de colores tras su viaje a través del tarro, es decir, es la suma de los famosos colores del arco iris. En rigor, la luz blanca es la suma de absolutamente todos los colores perceptibles, pero no nos detendremos en este detalle aclaratorio.