Cómo Funcionan Los Arco Iris

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Los arcoiris son fácilmente uno de los efectos más bellos de la naturaleza. ¿alguna vez te has preguntado cómo los colores terminan en bandas aparentemente perfectas? Descubre exactamente cómo se produce un arco iris.

Los arco iris son uno de los espectáculos más hermosos que la naturaleza tiene para ofrecer, tan hermosos, de hecho, que han inspirado innumerables cuentos de hadas, canciones y leyendas. Es una buena apuesta que la mayoría de los artistas detrás de estos cuentos se sintieron totalmente desconcertados por el fenómeno del arco iris, al igual que la mayoría de las personas de hoy.

Pero la ciencia del arco iris es realmente muy simple. ¡Es solo la óptica básica! En este artículo, descubriremos cómo la lluvia y el sol se alinean para poner color en el cielo.

Curvas ligeras

¿Alguna vez te has preguntado cómo los colores de un arco iris terminan en bandas aparentemente perfectas?

¿Alguna vez te has preguntado cómo los colores de un arco iris terminan en bandas aparentemente perfectas?

El proceso fundamental en el trabajo en un arco iris es refracción - La "flexión" de la luz. La luz se dobla, o más precisamente, cambia de dirección cuando viaja de un medio a otro. Esto sucede porque la luz viaja a diferentes velocidades en diferentes medios.

Para entender por qué las curvas ligeras, imagine que está empujando un carrito de compras a través de un estacionamiento. El estacionamiento es uno "mediano" para el carrito de compras. Si está ejerciendo una fuerza constante, la velocidad del carro depende de la medio está atravesando, en este caso, la superficie pavimentada del estacionamiento. ¿Qué sucede cuando empuja el carrito de la compra fuera del estacionamiento hacia un área cubierta de hierba? La hierba es un "medio" diferente para el carrito de compras. Si empuja el carrito directamente sobre la hierba, el carrito simplemente se ralentizará. El medio de hierba ofrece más resistencia, por lo que se necesita más energía para mover el carrito de compras.

Pero cuando se empuja el carrito sobre la hierba en un ángulo, algo más sucede. Si la rueda derecha golpea el césped primero, la rueda derecha disminuirá la velocidad mientras la rueda izquierda aún está en el pavimento. Debido a que la rueda izquierda se mueve brevemente más rápido que la rueda derecha, el carro de la compra girará hacia la derecha mientras se mueve hacia el césped. Si se mueve en ángulo desde un área cubierta de hierba a un área pavimentada, una rueda acelerará antes que la otra y el carro girará.

Cómo funcionan los arco iris: iris

De manera similar, un rayo de luz gira cuando entra en un prisma de vidrio. Esto es una simplificación, pero piénselo de esta manera: un lado de la onda de luz disminuye la velocidad antes que el otro, por lo que el rayo gira en el límite entre el aire y el vidrio (parte de la luz se refleja en la superficie del prisma, pero la mayoría pasa a través de). La luz vuelve a girar cuando sale del prisma, porque un lado de él se acelera antes que el otro.

Además de doblar la luz como un todo, un prisma separa la luz blanca en sus colores componentes. Diferentes colores de luz tienen diferentes. frecuencias, lo que hace que viajen a diferentes velocidades cuando se mueven a través de la materia.

Un color que viaja más lentamente en el vidrio se doblará más bruscamente cuando pasa del aire al vidrio, porque la diferencia de velocidad es más severa. Un color que se mueve más rápidamente en el vidrio no se ralentizará tanto, por lo que se doblará menos bruscamente. De esta manera, los colores que componen la luz blanca se separan según la frecuencia cuando pasan a través del vidrio. Si el vidrio dobla la luz dos veces, como en un prisma, puede ver los colores separados más fácilmente. Se llama dispersión.

Cómo funcionan los arco iris: cómo

Un prisma separa la luz blanca en sus colores componentes. Para simplificar, este diagrama muestra solo el rojo y el violeta, que se encuentran en los extremos opuestos del espectro.

Las gotas de agua de lluvia pueden refractar y dispersar la luz de la misma manera básica que un prisma. En las condiciones adecuadas, esta refracción forma arco iris. En la siguiente sección, descubriremos cómo sucede esto.

Haciendo un arcoiris

Cómo funcionan los arco iris: arco iris

Una gota de agua individual tiene una forma y una consistencia diferentes a las de un prisma de vidrio, pero afecta la luz de una manera similar. Cuando la luz del sol blanca golpea una colección de gotas de lluvia en un ángulo bastante bajo, puede ver los colores de los componentes rojo, naranja, amarillo, verde, azul, añil y violeta: un arco iris. Para simplificar, solo veremos el rojo y el violeta, los colores de la luz en los extremos del espectro de luz visible.

El siguiente diagrama muestra lo que sucede cuando la luz del sol incide en una gota de lluvia individual.

Cuando la luz blanca pasa del aire a la gota de agua, los colores componentes de la luz disminuyen a diferentes velocidades dependiendo de su frecuencia. La luz violeta se dobla en un ángulo relativamente agudo cuando entra en la gota de lluvia. En el lado derecho de la gota, parte de la luz vuelve al aire y el resto se refleja hacia atrás. Parte de la luz reflejada sale del lado izquierdo de la gota y se dobla a medida que se mueve en el aire nuevamente.

De esta manera, cada gota de lluvia individual dispersa la luz del sol blanca en sus colores componentes. Entonces, ¿por qué vemos bandas anchas de color, como si diferentes áreas lluviosas estuvieran dispersando un solo color diferente? Porque solo vemos un color de cada gota de lluvia. Puedes ver cómo funciona esto en el siguiente diagrama.

Cómo funcionan los arco iris: arco

Cuando la gota de lluvia A dispersa la luz, solo la luz roja sale en el ángulo correcto para viajar a los ojos del observador. Los otros rayos de colores salen en un ángulo inferior, por lo que el observador no los ve. La luz del sol golpeará todas las gotas de lluvia de la misma manera, de modo que todos rebotarán en luz roja sobre el observador.

La gota de lluvia B es mucho más baja en el cielo, por lo que no arroja luz roja al observador. En su altura, la luz violeta sale en el ángulo correcto para viajar al ojo del observador. Todas las gotas que rodean la gota de lluvia B rebotan de la misma manera. Las gotas de lluvia entre A y B rebotan diferentes colores de luz al observador, por lo que el observador ve todo el espectro de colores.Si estuvieras arriba de la lluvia, verías el arco iris como un círculo completo, porque la luz se recuperaría de todo a tu alrededor. En el suelo, vemos el arco del arco iris que es visible sobre el horizonte.

A veces ves un doble arcoiris - un arco iris afilado con un arco iris más débil encima de él. El arco iris más débil se produce de la misma manera que el arco iris más agudo, pero en lugar de que la luz se refleje una vez dentro de la gota de lluvia, se refleja dos veces. Como resultado de esta doble reflexión, la luz sale de la gota de agua en un ángulo diferente, por lo que la vemos más arriba. Si observas con atención, verás que los colores del segundo arco iris están en el orden inverso al del arco iris primario.

Y eso es realmente todo lo que hay en el arco iris. La luz y el agua se combinan de la manera correcta para pintar un hermoso cuadro natural.

Para obtener más información sobre los arco iris y otros fenómenos ópticos, consulte los enlaces en la página siguiente.


Suplemento De Vídeo: Como Se Crean Los Arcoiris?.




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