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  • 03
    Julio
    2016

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    tecnología Murcia

    CAÍDO DEL CIELO

    Cuando la luz blanca incide sobre un material transparente, se descompone produciendo una dispersión cromática: cada color sufre una refracción diferente al pasar de un medio a otro, por ejemplo del aire al material. Cuando la luz incide sobre gotas de agua, gotas de lluvia, la dispersión cromática es sumamente bella, formando lo que conocemos como arco iris.

     

    La luz sufre una primera refracción cuando se introduce en la gota, desviándose, por tanto, de la dirección que lleva y cuando alcanza el fondo de la gota, sufre además de otra refracción, una reflexión, muy similar a la que ocurre en un espejo. Así pues, una fracción de la luz que entró en la gota sufre reflexión y otra la atraviesa sufriendo una refracción y saliendo con un cierto ángulo por la parte de atrás de la gota. En cambio, la fracción que se refleja en el fondo de la gota, sale por la parte de delante de la misma, formando un ángulo con la dirección del rayo de luz incidente, sufriendo una segunda refracción cuando alcanza el borde opuesto de la gota. Si el observador está situado y mira la gota en la dirección en la que la luz del Sol incide sobre ella, no observará la parte de la luz que se refracta por segunda vez en el fondo de la gota. Pero, la parte de la luz que al entrar en la gota se refracta y luego se refleja en el fondo y sale por la parte de delante de la gota, sufrirá una dispersión. Todas las gotas de lluvia que se encuentren en una posición adecuada ante el observador formarán una imagen virtual, cromática, multicolor, que denominamos arco iris.

     

    Descartes publicó en 1632 en El discurso del Método, el análisis que describimos, reparando que cuando las direcciones de observación y de incidencia de la luz forman un ángulo próximo a 42 grados, “el fenómeno es más intenso y completo”, y al tener las gotas de agua simetría esférica, se les percibe igual en cualquier dirección y todas las gotas que cumplen con el ángulo citado, forman un arco circular, dado que los rayos del Sol se pueden considerar paralelos y nosotros percibimos lo mismo en cualquier dirección: las gotas que forman un ángulo entre 40-42 grados forman un arco, correspondiendo el 42 al color rojo y el 40 al violeta.  Podemos producir un arco iris con una manguera lanzando agua y formando un ángulo de 40-42 grados con la luz del Sol.

     

    Podemos medir el tamaño angular de un arco iris cortando un cartón de unos 10 por 20 centímetros y colocándolo en un soporte vertical, como el mango de una escoba, clavado perpendicular a un extremo, dejando sobresalir el clavo por encima del cartón. Hacemos coincidir un lado del cartón con la orilla más alta del arco iris y medimos el ángulo entre la sombra del clavo sobre el cartón y aquél. Nos dará el valor de unos 42º, que es la mitad del arco, por tanto la anchura total es en torno a 84-85º.

     

    Aunque no de esa impresión, el arco iris no se encuentra a una distancia concreta de nosotros. Aparece como plano, pero es tridimensional y en realidad es un cono de luz con franjas de colores, aunque no podamos ver dicho cono, porque nuestro ojo está en su vértice, por lo que no se percibe la profundidad. Vemos el cono proyectado en el cielo, lo que da apariencia de plano. La distancia máxima está limitada por la altura de las nubes que dejan caer la lluvia. Con un Sol elevado unos 15º sobre el horizonte, la distancia máxima a la que se sitúa el arco iris será en torno al doble de la altura de las nubes. Como las gotas no son exactamente esféricas, sus tamaños varían entre 0.2 y 5 milímetros, el brillo del fondo de la gota puede variar o el Sol no es una fuente puntual, surgen las imperfecciones. Dos juegos de refracción/reflexión tres o más, promueven los arcos secundarios de ese orden. Halley calculó la posición de un arco terciario. No se ha observado uno cuaternario. La luz que procede de un arco iris es luz polarizada, porque es luz reflejada. Bello y caído del cielo.

     

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