Arcoíris

¿Cómo sucede este fenómeno que no deja indiferente a nadie?

MANUEL TELLO

Las líneas que siguen se dedican a una explicación sencilla, aunque no completa, del arcoíris, un fenómeno natural que no deja a nadie indiferente. Las dos condiciones necesarias para que se vea un arcoíris es que, con el sol a nuestra espalda, delante de nosotros existan gotas de agua suspendidas (lluvia, una catarata, olas, etc). Si tenemos la suerte de que se den las demás condiciones, podemos llegar a ver el arcoíris. Algunas veces se ven dos. En el inferior, llamado primario, los colores, del violeta al rojo, van de dentro a fuera. Encima de él aparece el secundario, menos intenso, en el que los colores van en sentido inverso. Entre ellos hay una zona oscura llamada banda de Alejandro. Con mucha suerte, debajo del arcoíris primario se pueden apreciar arcos multicolores llamados supernumerarios. Y, con muchísima suerte se pueden ver el arcoíris terciario, el cuaternario, etc. René Descartes publicó la primera teoría aceptable basada en la óptica geométrica. Antes, desde los griegos, había descripciones cualitativas y, en algunos casos, explicaciones. Veamos lo que explicó Descartes.

Cuando la luz incide sobre una superficie que separa dos medios se producen dos efectos: una reflexión y una refracción. En la refracción la luz pasa al otro lado de la superficie y cambia de dirección. Además, si la luz es blanca, puede experimentar una dispersión que se manifiesta como un abanico de colores. Dibujen una gota de agua esférica (una circunferencia) y un rayo de luz paralelo al suelo incidiendo en un punto de la superficie de la gota que mira al sol. Parte de la luz penetra en la gota cambiando de dirección y descomponiéndose en colores. Los rayos, ya de colores, llegan a la superficie interior de la gota donde se reflejan con diferente ángulo, pierden intensidad y cambian el orden. Esos rayos reflejados salen de la gota por la superficie que mira al sol sufriendo una refracción. La separación entre el violeta y el rojo es de unos 2 grados y el ángulo entre el rayo que llega a la gota y el que sale es de unos 42 grados. Cuando esto ocurre en miles (millones) de gotas vemos el arcoíris primario. Si los rayos que entran en la gota experimentan dos reflexiones, al salir lo hacen formando un ángulo con el rayo que llega de unos 50 grados y con los colores invertidos. Es el arco iris secundario, situado unos 8 grados por encima del primario. Además, al perder la luz intensidad en cada reflexión, se ve más débil que el arcoíris primario. Con tres reflexiones se produciría el arcoíris terciario, con cuatro el cuaternario, etc. Por su debilidad, solo se pueden ver en condiciones excepcionales. La teoría demuestra que los rayos que solo sufren una reflexión (arcoíris primario) no pueden salir a un ángulo mayor que 42 grados y para dos reflexiones, a un ángulo menor que 50 grados. Es decir entre esos dos ángulos no sale luz de la gota. Eso explica la banda de Alejandro.

Los arcos supernumerarios, la intensidad de los colores... necesitan tener en cuenta el carácter ondulatorio y corpuscular de la luz. Para otra ocasión.