La física de un bonito día de otoño

Es cierto que aquí en Galicia llueve bastante. Razón por la que cual de vez en cuando se produce esa extraña combinación de que esté lloviendo al mismo tiempo que luce el sol, lo que nos da la increíble oportunidad de disfrutar de la visión de un arcoíris (arco da vella en galego). Pero los arcoíris, al contrario de lo que piensa mucha gente, no dependen únicamente de la lluvia, sino que pueden aparecer a partir de cualquier tipo de agua en suspensión como la que podemos encontrar cuando rompen las olas, las de cascadas y el agua de vapor de un géiser en erupción.

A lo largo de la historia diferentes ideas han intentado explicar la aparición de este fenómeno. Las primeras de origen divino siendo una representación de un pacto de Dios o siendo un puente entre el mundo de los hombres y el reino de los dioses vikingos. Tendríamos que esperar hasta Aristóteles (siglo IV a.C.) para que alguien intentara explicar racionalmente la aparición del arcoíris que pudo ser estudiado cuantitativamente gracias a Descartes (siglo XVII). 

Pero… ¿Qué es un arcoíris?

Pues resulta que el arcoíris es un fenómeno óptico que consiste en la aparición en el cielo de un arco de luz multicolor formado por miles o al menos cientos de colores. A pesar de esto, está aceptado comúnmente decir que el arcoíris tiene 7 colores fundamentales: rojo, naranja, amarillo, verde, azul, añil y violeta.

¿Por qué aparece el arcoíris?

El arcoíris procede de la dispersión de la luz solar en la refracción, que es el cambio de dirección y velocidad que experimenta una onda al pasar de un medio a otro. Dicho de otra forma, los colores del arcoíris surgen por la descomposición de la luz solar en el espectro visible cuando los rayos de sol atraviesan pequeñas gotas de agua presentes en la atmósfera.

¿Cuándo aparece el arcoíris?

El arcoíris no puede verse siempre que se produce la combinación de lluvia y sol. Para que podamos verlo se tienen que dar también otras circunstancias. No puede estar lloviendo torrencialmente ni tampoco puede haber viento. Además, es necesario que estemos situados entre el sol y una lluvia que tenga un volumen máximo con la mínima superficie, es decir, necesitamos que las gotas sean esféricas. Para esto es necesario que velocidad de la lluvia al caer con la gravedad sea uniforme, o lo que es lo mismo, la precipitación tiene que ser constante.

Seguro que la próxima vez que veáis este maravilloso efecto óptico os acordaréis de toda la física que hay detrás del arcoíris.