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L'arcobaleno
L'arcobaleno è un fenomeno ottico causato dalla riflessione, dalla rifrazione e dalla dispersione della luce nelle gocce di pioggia, con conseguente comparsa di uno spettro di luce multicolore nel cielo.
Come si forma l'arcobaleno?
Quando un raggio di luce attraversa una superficie che divide due spazi di densità diversa (l'aria dell'atmosfera e le gocce di pioggia), la luce viene rifratta perché la luce viaggia più lentamente nell'acqua che nell'aria, a causa della maggiore densità dell'acqua.
La luce solare penetra nell'atmosfera. E se nel percorso si incontrano goccioline d'acqua in sospensione, queste generano una deviazione del raggio luminoso, provocando la rifrazione e la separazione dei sette colori dello spettro visibile (rosso, arancione, giallo, verde, blu, indaco e viola). Questi raggi colorati vengono riflessi (rimbalzati) su una delle facce all'interno della goccia e, quando se ne vanno, vengono nuovamente rifratti.
Perché si vedono grandi fasce di colore?
La risposta sta nell'angolo con cui i raggi colorati escono da ogni goccia. Ciascuno di questi colori viene deviato dalla riflessione con un angolo diverso a seconda della sua frequenza. Ciò significa che solo uno dei raggi che escono da ogni goccia arriva ai nostri occhi e che in esso vediamo un unico colore, creando così quella fascia circolare dove si raggruppano i molteplici riflessi di milioni di gocce d'acqua, con i colori perfettamente ordinati.
La forma dell'arcobaleno è il risultato dell'indice di rifrazione dell'acqua. Ciò fa sì che la luce solare si rifletta sulle gocce di pioggia entro un intervallo di angoli limitato. La maggior parte della luce viene proiettata verso di noi in un intervallo angolare di 40° per la luce viola e 42° per la luce rossa, il che significa che un arcobaleno appare sempre in un intervallo compreso tra 40° e 42°. Le goccioline inferiori a 40° appariranno bianche (come la luce del sole). E non vedremo la luce proveniente da goccioline che formano angoli superiori a 42°.
Posizione perfetta per vedere l'arcobaleno
Poiché gli arcobaleni si formano di solito dopo la pioggia, possiamo vederli solo quando siamo nel posto giusto e rivolti nella giusta direzione. Per vedere un arcobaleno è necessario che ci siano gocce d'acqua in sospensione nell'atmosfera, che il sole sia alle vostre spalle e sopra di voi e che l'arcobaleno appaia di fronte a voi. Più il sole è basso, più l'arcobaleno apparirà alto.
Poiché l'angolo di inclinazione di 42 gradi è misurato dall'occhio di ciascun osservatore, non ci sono due persone che vedono esattamente lo stesso arcobaleno, poiché vedono la luce riflessa da gocce d'acqua diverse, da un orizzonte diverso.
In effetti, nessuno vede lo stesso arcobaleno. Ogni persona ha un punto antisolare diverso, quindi ogni persona ha un orizzonte diverso. Per esempio, se state guardando un punto che per voi è la fine dell'arcobaleno e un altro spettatore si trova lì, vedrà un altro arcobaleno che si estende dal suo orizzonte.
Cos'è un doppio arcobaleno?
Gli arcobaleni doppi o secondari si verificano meno frequentemente. Questo fenomeno si verifica quando i raggi solari passano attraverso la parte inferiore delle gocce di pioggia e sono causati dalla luce riflessa due volte all'interno della goccia di pioggia. Questi raggi lasciano la goccia di pioggia con un'angolazione maggiore, 52°. Pertanto, bisogna cercare l'arcobaleno secondario circa 10° sopra l'arcobaleno primario.
Il fatto che ci siano due rimbalzi di luce significa che i raggi colorati si incrociano e lasciano la goccia d'acqua in direzione opposta, cioè con il colore viola in alto e il colore rosso in basso nell'arco. Si noterà anche che l'intensità è inferiore a quella dell'arcobaleno primario, poiché i raggi perdono energia nei rimbalzi.
L'arcobaleno è un cerchio perfetto, ma l'orizzonte ci impedisce di vedere l'intera sfera, quindi ne vediamo solo metà (sotto forma di arco). Solo da un punto di osservazione molto alto, ad esempio in aereo, è possibile vedere la forma completa dell'arcobaleno. I piloti riferiscono di aver visto veri e propri arcobaleni a cerchio intero. Sarebbe difficile vederlo dai finestrini dei passeggeri, ma i piloti hanno una visuale molto migliore dalla parte anteriore.
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