Gli arcobaleni sono archi colorati che si estendono in alto nel cielo e finiscono da qualche parte in lontananza (dove si trova la favolosa pentola d'oro), giusto?
Sbagliato.
Gli arcobaleni in realtà non sono archi. Si formano come cerchi completi quando la luce del sole attraversa le gocce di pioggia con la giusta angolazione. Tuttavia, solo una parte del cerchio - l'arco - è visibile all'osservatore a terra. La superficie terrestre blocca il resto della luce - e, quindi, il resto dell'alone, che appare come un arcobaleno.
La quantità di alone visibile dipende dalla posizione dell'osservatore e dalla quantità di superficie che lo ostacola, ha spiegato Michael Kavulich. Michael Kavulichricercatore del National Center for Atmospheric Research di Boulder, Colorado, ed esperto di arcobaleni e del perché li vediamo. Dipende dalla rifrazione - il modo in cui la luce viene piegata quando colpisce una goccia di pioggia - e dalla riflessione, cioè dal rimbalzo della luce. Per capire perché gli arcobaleni sono in realtà aloni, è necessario sapere come si formano.
"La maggior parte della luce che entra in una goccia di pioggia sferica finisce per essere rifratta quasi allo stesso angolo, e se si riflette anche una volta sul retro della goccia di pioggia, questo angolo finisce per essere di circa 40-42 gradi rispetto alla direzione da cui proviene la luce", ha spiegato Kavulich a Live Science in una e-mail.
Sì, le gocce di pioggia sono in realtà sferiche, non a goccia. Secondo la Amministrazione Nazionale Oceanica e Atmosfericala luce inizia a piegarsi, o a rifrangersi, quando entra in una goccia di pioggia perché l'acqua è più densa dell'aria. La luce continua a viaggiare fino a raggiungere la parte posteriore della goccia di pioggia. Questa è la fase in cui la luce rimbalza sul retro. Ora, uscendo dalla goccia di pioggia, la luce si rifrange ancora una volta e si separa nei suoi colori iconici.
Poiché le gocce di pioggia sono sferiche, riflettono la luce a forma di cono. E cosa c'è all'estremità del cono? Esatto: un cerchio. Quindi, anche se la pentola d'oro alla fine dell'arcobaleno può essere un mito, l'arcobaleno è comunque la fine di qualcosa.
La capacità di un osservatore di vedere un arcobaleno dipende dalla posizione rispetto al sole. sole. Ciò che diventa visibile è la luce rifratta e riflessa a un certo angolo - come ha detto Kavulich, circa 40 gradi dalla sorgente della luce - che colpisce direttamente l'occhio. Affinché ciò avvenga, l'ombra della testa dell'osservatore deve essere posizionata esattamente di fronte al sole (senza l'ostacolo delle nuvole) in modo da trovarsi al centro del cerchio, anche se l'intero cerchio non è visibile. È così che possono vedere la luce rifratta e riflessa attraverso le gocce di pioggia proprio di fronte a loro.
"Per questo motivo, se ci si muove, anche l'arcobaleno lo fa, rimanendo sempre nello stesso punto del cielo rispetto al sole", ha detto Kavulich. "Lo si può vedere cambiare solo se si osserva per un lungo periodo di tempo, mentre il sole sorge o tramonta nel cielo".
Allora perché vediamo i colori nel classico ordine ROYGBIV? È una questione di lunghezze d'onda della luce. Kavulich ha spiegato che, poiché la luce rossa ha la lunghezza d'onda visibile più lunga, è quella che viene rifratta meno, quindi finisce in alto. Il viola si trova in basso perché ha le lunghezze d'onda più corte, che vengono rifratte maggiormente.
Quindi, dato che gli arcobaleni non sono in realtà archi, c'è un modo per vedere un intero arcobaleno in forma circolare? La cosa migliore è probabilmente il finestrino di un aereo, anche se spesso tutto o gran parte del cerchio è visibile dai grattacieli. A volte è possibile avere una visione chiara anche da altre alture, come le montagne. Anche in questo caso, di solito c'è troppo ostacolo.
Se non avete fortuna in queste posizioni, potete provare il metodo di Kavulich di creare un arcobaleno circolare con un tubo da giardino.
"È sufficiente che la luce del sole sia in grado di colpire le gocce di pioggia che si possono vedere", ha detto. "Con il giusto posizionamento, sono riuscito a vedere l'intero cerchio in una volta sola".