Un arco iris aparece en el cielo gracias a la refracción y la reflexión de la luz solar en las gotas de agua originadas por la lluvia. Como resumen se podría decir que es una banda luminosa que presenta diferentes colores por la descomposición de la luz. Cuando lo observamos, se ve que tiene forma de arco, de ahí su nombre, aunque realmente tiene forma circular, a pesar de que no puede verse completo a no ser que nos situemos en una zona muy elevada.
Para que se forme un arcoíris, son necesarias ciertas condiciones: que el aire esté húmedo, es decir, lleno de pequeñas gotas; que el sol esté despejado para que sus rayos lleguen directamente a las gotas de agua; pero también que el sol esté en cierta posición para que sus rayos lleguen a las gotas con un ángulo determinado.
La luz del sol contiene todos los colores y una gota de agua tiene la propiedad de descomponer esa luz en rayos de cada uno de esos colores.
Para que se forme un arcoíris, es importante el ángulo con el que los rayos de sol entran en las gotas. Pero además debemos saber que las ondas de cada color tiene una frecuencia diferente. Debido a esta frecuencia, los rayos de colores que chocan con la pared de la gota, se reflejan en ángulos diferentes.
Esto hace que solo uno de los rayos que sale de cada gota llegue hasta nuestros ojos y que veamos en ella un solo color, y en todas las que reciban los rayos del sol en el mismo ángulo, el mismo color.
Ahora, si pudiéramos extender un hilo desde el sol hasta cada una de las gotas que estamos viendo, y de ahí a nuestros ojos, notaríamos que aquellas gotas en las que el ángulo entre el rayo que llega del sol y el que sale hacia nuestros ojos se conserva, están ubicadas formando un arco frente a nosotros. Ahí está entonces la clave de la forma del arcoíris: cada uno de los arcos de color que vemos está formado por las gotas en las que los rayos de luz que entran y salen forman el mismo ángulo.
Pero hay algo más: cuando los rayos de sol entran a las gotas con cierto ángulo, pueden rebotar dos veces dentro de ellas (justo como una bola de billar); entonces, los rayos de colores se invierten y podemos ver, más arriba, un segundo arcoíris con los colores al revés.
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