Por qué sucede exactamente el fenómeno de los arcoiris?

[Atder]

Tengo entendido que el arcoiris se da porque las gotas de agua refractan la luz solar. En este proceso la luz "blanca", es decir, luz solar con muchas longitudes de onda, se separa en colores. Esto se debe a la Ley de Snell y a la dependencia de el índice de refracción con la longitud de onda.

Hay algunas cosas que no me quedan claras:

1- Por qué el arcoiris es "un arcoiris", cuando según la explicación de arriba el fenómeno se produce allí donde hay gotas de agua? Es decir, si llueve en todas partes, no tendría que haber arcoiris en todas partes?

2- Como se ve retratado en el arcoiris los picos de emisión de radiación característicos de la luz solar? A mi me parece que el gradiente de colores del arcoiris es bastante uniforme, aunque seguramente no es así.

3- Poder observar este fenómeno depende de tu posición relativa?

4- Por qué no observamos el arcoiris siempre que llueve?

Seguramente todas estas preguntas se pueden responder con una buena explicación del fenómeno y corrigiendo la explicación que yo tengo entendida, que seguramente es incompleta o errónea.

Muchas gracias de antemano!!!

PD: Si alguien me puede explicar también el por qué de la dependencia de el índice de refracción con la longitud de onda se lo agredecería muchísimo.

[pod]

Re: Por qué sucede exactamente el fenómeno de los arcoiris?

En esta misma web tienes un buen artículo que explica cómo se forma el arco iris: http://www.lawebdefisica.com/cotidiana/iris/

Lo mejor será que te lo leas de forma detenida, y seguramente muchas de tus respuestas recibirán respuesta. Verás que el arco iris se forma en un ángulo concreto respecto de la dirección de incidencia de la luz (i.e, de la posición del sol), así que para que tú veas el arco iris desde un lugar determinado, las gotas de agua deben estar en una zona concreta. Si las gotas están en otro sitio, o si el sol está tapado por nubes, no verás el arco iris.

De hecho, es bastante fácil hacer un arco iris casero con una manguera. La mayoría de mangueras regulable con la que se puede elegir si uno quiere un chorro o bien dispersar el agua. Gradúa la manguera la máxima dispersión, y apunta al aire estando en un lugar soleado. No te costará mucho encontrar el angulo correcto. Aunque lo he llamado arco iris casero, aconsejo hacerlo fuera de casa, en un patio o similar. Primero, para no pringar toda la casa, y luego porque el techo y las paredes pueden ejercer cierta interferencia con la luz del sol.

[Jaime Rudas]

Re: Por qué sucede exactamente el fenómeno de los arcoiris?

1- Por qué el arcoiris es "un arcoiris", cuando según la explicación de arriba el fenómeno se produce allí donde hay gotas de agua? Es decir, si llueve en todas partes, no tendría que haber arcoiris en todas partes?

2- Como se ve retratado en el arcoiris los picos de emisión de radiación característicos de la luz solar? A mi me parece que el gradiente de colores del arcoiris es bastante uniforme, aunque seguramente no es así.

3- Poder observar este fenómeno depende de tu posición relativa?

4- Por qué no observamos el arcoiris siempre que llueve?

Simplificando:

1. Sí, el fenómeno se produce en todas las gotas. El asunto es que, en cada gota, la luz se refleja-refracta en un ángulo de ~138°, lo que implica que solo ves el fenómeno que se produce en las gotas que forman con el sol un ángulo de 138°. Si lo piensas, te darás cuenta de que las gotas que cumplen esta condición forman una circunferencia.

2. Creo (pero no estoy seguro) que ahí no importa tanto el pico de radiación solar, como la capacidad del ojo de detectar colores. La máxima capacidad es para el verde.

3. Sí, como se explica en 1.

4. Porque no siempre ha llovido de tal forma que haya gotas que formen con el sol un ángulo de 138°.

[Richard R Richard]

Re: Por qué sucede exactamente el fenómeno de los arcoiris?

Hola Atder bienvenido al foro!!!! Como nuevo miembro te sera muy util leer Consejos para conseguir ayuda de forma efectiva

Tengo entendido que el arcoiris se da porque las gotas de agua refractan la luz solar. En este proceso la luz "blanca", es decir, luz solar con muchas longitudes de onda, se separa en colores. Esto se debe a la Ley de Snell y a la dependencia de el índice de refracción con la longitud de onda.

Pues si es así

1- Por qué el arcoiris es "un arcoiris", cuando según la explicación de arriba el fenómeno se produce allí donde hay gotas de agua? Es decir, si llueve en todas partes, no tendría que haber arcoiris en todas partes?

Solo veras la luz del sol reflejada en el interior de una gota cuando los rayos se refracten y reflejen en ángulos muy específicos en el interior de una gota. A menores ángulos se refleja y refracta haciendo visible la gota pero se vuelven a mezclar los colores viendo el "Blanco" nuevamente,a mayores ángulos la luz que ingresa no puede salir...

fuente https://www.researchgate.net/publica...bows_at_sunset

2- Como se ve retratado en el arcoiris los picos de emisión de radiación característicos de la luz solar? A mi me parece que el gradiente de colores del arcoiris es bastante uniforme, aunque seguramente no es así.

Te refieres a que dentro de una banda de un mismo color tenga que haber una zona de mayor intensidad?, pues es así lo que pasa es que el sol no tiene un pico muy marcado en las frecuencias de emisión, responde a la ley de wien, entonces observara un pequeño gradiente de intensidad sobre cada banda, y en los extremos se mezcla con el siguiente color.

3- Poder observar este fenómeno depende de tu posición relativa?

Claro , desde tierra siempre vemos un arco , pero desde los aviones es posible ver la circunferencia entera, y personas que estén alejadas una de otra a poca distancia, pueden o no ver el arco iris si el angulo es el correcto o no en funcíón de la posición relativa de las gotas de lluvia con el sol.


fuente https://pbs.twimg.com/media/C5InjNNWIAAj17F.jpg https://twitter.com/omarZhani/status...de-las-alturas

4- Por qué no observamos el arcoiris siempre que llueve?

Solo es posible verlo cuando la luz directa del sol pasa por debajo de la nube, eso limita las posiciones en función del horario... en un cielo completamente cubierto la luz no viene de una única fuente sino de la dispersión de la luz del sol a través de todas las nubes, con tanta variación de ángulo, es imposible notar la diferencia de intensidad en colores proveniente de una determinada región con respecto a otra.

https://es.wikipedia.org/wiki/Arco%C3%ADris

y no siempre es necesario que llueva para que lo puedas ver, también lo produce la humedad del aire, y los cristales de hielo

fuente https://www.infobae.com/america/amer...-los-chilenos/

PD: Si alguien me puede explicar también el por qué de la dependencia de el índice de refracción con la longitud de onda se lo agredecería muchísimo.

[FONT=sans-serif]La dispersión tiene su origen en una disminución en la velocidad de propagación de la luz cuando atraviesa el medio. Debido a que el material [/FONT]absorbe[FONT=sans-serif] y reemite la luz cuya frecuencia es cercana a la [/FONT]frecuencia de oscilación natural[FONT=sans-serif] de los electrones que están presentes en él, esta luz se propaga un poco más despacio en comparación a luz de frecuencias distintas. Estas variaciones en la velocidad de propagación dependen del [/FONT]índice de refracción[FONT=sans-serif]del material y hacen que la luz, para frecuencias diferentes, se refracte de manera diferente. En el caso de una doble refracción (como sucede en el prisma) se distinguen entonces de manera organizada los colores que componen la luz blanca: la desviación es progresiva, siendo mayor para frecuencias mayores (menores longitudes de onda); por lo tanto, la luz roja es desviada de su trayectoria original en menor medida que la luz azul.[/FONT]

fuente https://es.wikipedia.org/wiki/Disper...B3n_refractiva

o puedes leer este hilo 12 tipos de arco iris




Pd . Jaime no habia leido tu respuesta, tampoco la de pod. Saludos

[Jaime Rudas]

Re: Por qué sucede exactamente el fenómeno de los arcoiris?

A propósito, quizás alguno no sepa que, al igual que el rayo, el viento y la lluvia, el arco iris es un meteoro.

[Richard R Richard]

Re: Por qué sucede exactamente el fenómeno de los arcoiris?

De la lectura del artículo que recomienda Jaime, extraigo los nombres de otros arcos que se forman debido los mismos fenómeno físicos que el arco iris

Halo Arco formado por la reflexión y refraccion de la luz tanto del Sol como de la Luna hay distintos tipos como...

• Arco circuncenital Arco sobre las nubes cirrus debido a la refracción de la luz
• Arco circunhorizontal Arco sobre cristales de hielo en las nubes cirrus debido a la refracción de la luz
• Parhelio Arco sobre cristales de hielo en las nubes cirrus debido a la reflexion de la luz
• Paraselene Lo mismo que parhelio pero la fuente de luz es la que refleja la Luna.

Gloria Arcos formados sobre pequeñas gotas finas dispersas en la atmósfera (niebla), aparte de la refracción y la reflexión también ocurre difracción.

[Atder]

Re: Por qué sucede exactamente el fenómeno de los arcoiris?

Habéis sido extremadamente útiles y muy atentos, se agradece mucho toda información adicional!

Un saludo