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La leyenda 

Existe una leyenda irlandesa (con algunas variaciones...) que habla del "Leprechaun", un duende que puedes encontrar al final de un arco iris, y al que puedes obligar a decirte dónde guarda su caldero con monedas de oro... La versión simplificada dice que encontrarás el caldero directamente donde acaba el arco iris.

Bonito, ¿no? Bueno, pues revisando un par de puntos de física (y en concreto, de óptica), aún puede ser más bonito...

Refracción

Isaac Newton demostró que la luz blanca era el resultado de la superposición de "todos" los colores, y estos se podían separar mediante el uso de un prisma. Este efecto se debe al diferente comportamiento de cada longitud de onda al cambiar de un medio (el aire) a otro (el cristal), o viceversa.

prism

Puedes repetir este efecto en casa, con un prisma de cristal. O cualquier objeto de cristal con superficies pulidas. Al iluminar el objeto con luz blanca, veremos cómo la luz se divide en sus colores básicos.

Preguntas...

Pero ¿que sucede si el objeto es una esfera? Básicamente, lo mismo, pero el efecto puede ser más pronunciado en algún color concreto, dependiendo del ángulo.

sphere

¿Y si la esfera es de agua? Pues también tendremos el mismo efecto; el cambio de ángulo cuando pasa de un material a otro depende del par de materiales concretos (aquí, serían aire y agua). El ángulo será diferente entre el agua y el cristal, pero el efecto es el mismo.

Arco iris

Ahora viene la parte "dura". La lluvia, al caer, debería tomar forma de esferas. Olvídate de la forma de "gota" que has dibujado toda tu vida. No es así. La esfera es la forma más "apropiada" para un líquido en caída libre...

A partir de ahí, imagina una situación en la que llueve en un punto alejado de tí, más o menos en dirección al sol. Ahí es donde deberías ver el arco iris.

Si las gotas fuesen muy pequeñas (lo que es así, al menos en comparación con las distancias), lo que ves es simplemente el cambio de ángulo. Pero las mismas gotas desvían cada color en una dirección, por lo que sólo verás uno de esos colores proviniendo de cada gota...

rainbow

Eso sí, verás los otros colores proveniendo de otras gotas cercanas. El ángulo relativo con respecto a sol será diferente - y esta es la parte crítica.

Ángulos...

Todo lo visto hasta ahora se basa en un ángulo formado por el sol, la gota de agua... y tu ojo. Ese ángulo puede darse en un plano vertical, horizontal... o en cualquier inclinación intermedia. 

Así, habrá un "círculo" de gotas de agua que cumpla esta condición de ángulo, y por tanto, verás el mismo color viniendo del mismo.

red

Y si cambias el ángulo ligeramente, tu ojo recibirá "otro" color. Las gotas que cumplirán esta condición serán concéntricas a las anteriores. 

Círculo a círculo, tu ojo recibe información de todos los colores transmitidos por la "cortina" de agua situada entre tu posición y el sol. Ves el arco iris. 

red-magenta

Por supuesto, los "bordes" de cada color son difusos. Esto se debe a que no es una cortina perfecta, ya que la lluvia cae en un área determinada - no en una línea recta. 

 

Continúa aquí...

Tag(s) : #Fotos