¿Por qué la parte superior del arcoíris es roja y no de otro color?
También lo comprobé y aprendí de ello. Este problema debe entenderse a partir del principio de formación del arco iris. La siguiente información es relativamente completa:
Los arcoíris se forman cuando la luz del sol incide en pequeñas gotas de agua casi redondas en el aire, lo que provoca dispersión y reflexión. Cuando la luz del sol incide en una gota de agua, incidirá en diferentes ángulos al mismo tiempo y también se reflejará en diferentes ángulos dentro de la gota de agua. Entre ellos, el reflejo entre 40 y 42 grados es el más fuerte, provocando el arco iris que vemos. Cuando se produce este reflejo, la luz del sol ingresa a la gota de agua, se refracta una vez, luego se refleja en la parte posterior de la gota de agua y finalmente se refracta nuevamente al salir de la gota de agua. Debido a que el agua tiene un efecto dispersivo sobre la luz, el índice de refracción de la luz de diferentes longitudes de onda es diferente. El ángulo de refracción de la luz azul es mayor que el de la luz roja. Debido a que la luz se refleja dentro de las gotas de agua, el espectro visto por el observador se invierte, con la luz roja en la parte superior y otros colores en la parte inferior.
De hecho, mientras haya gotas de agua en el aire y la luz del sol brille detrás del observador en un ángulo bajo, puede ocurrir un fenómeno de arco iris observable. Los arcoíris aparecen con mayor frecuencia por la tarde, justo después de la lluvia y cuando el clima se vuelve soleado. En este momento, el aire está menos polvoriento y lleno de pequeñas gotas de agua, y un lado del cielo está más oscuro porque todavía hay nubes de lluvia. No hay nubes encima ni detrás del observador y la luz del sol es visible, lo que hace que el arco iris sea más fácil de ver. Otro lugar donde suelen verse arcoíris es cerca de cascadas. En un día despejado, también puedes crear un arco iris artificial rociando agua o rociando el aire de espaldas al sol.
El tamaño de las gotas de agua en el aire determina el brillo y el ancho del arcoíris. Si las gotas de agua en el aire son grandes, el arco iris será brillante y estrecho; por el contrario, si las gotas de agua son pequeñas, el arco iris será pálido y ancho; No podemos ver el arco iris cuando estamos de cara al sol, pero sólo podemos verlo cuando le damos la espalda al sol. Por lo tanto, el arco iris de la mañana aparece en el oeste y el arco iris de la tarde siempre aparece en el este. . Pero no podemos verlo. Sólo podemos verlo mirando hacia abajo desde una gran altura en un avión. La aparición del arco iris está relacionada con los cambios en el clima en ese momento. Generalmente, a partir de la posición del arco iris en el cielo, podemos predecir si hará sol o lloverá en ese momento. Cuando aparece un arco iris en el este, es menos probable que llueva localmente, pero cuando aparece un arco iris en el oeste, es más probable que llueva localmente.
La visibilidad del arcoíris depende del tamaño de las gotas de agua en el aire. Cuanto más grandes sean las gotas de agua, más brillante será el arcoíris. Cuanto más pequeñas serán las gotas de agua, menos evidente será. el arco iris será. Generalmente, la temperatura en invierno es más baja, hay menos gotas de agua en el aire y hay menos posibilidades de lluvias, por lo que generalmente no hay arcoíris en invierno.
En realidad, un arcoíris no aparece en un lugar específico en el aire. Es un fenómeno óptico visto por un observador. La ubicación donde aparece el arco iris cambia según el observador. Cuando un observador ve un arco iris, su posición debe ser en dirección opuesta a la del sol. El centro del arco iris es en realidad una imagen ampliada del sol reflejada en gotas de agua. Entonces el cielo dentro del arco iris es más brillante que fuera del arco iris. El centro del arco del arco iris está exactamente en la dirección de la sombra de la cabeza del observador, y el arco iris mismo se encuentra entre 40° y 42° por encima de la línea entre la sombra de la cabeza del observador y los ojos. Entonces, cuando el sol esté a más de 42 grados en el cielo, el arco iris estará debajo del horizonte y no será visible. Por eso los arcoíris rara vez aparecen al mediodía.
El arcoíris se extiende 84° de un extremo al otro. Una cámara normal de 35 mm requiere una lente gran angular con una distancia focal de menos de 19 mm para capturar todo el arco iris en un solo cuadro. Si estás en un avión, verás que el arco iris es un círculo completo en lugar de un arco, y el centro del arco iris circular es la dirección del avión.
El arco iris tardío es un fenómeno raro que puede aparecer por la noche cuando la luz de la luna es fuerte. Debido a que la visión humana tiene dificultades para distinguir los colores en condiciones de poca luz durante la noche, un arco iris nocturno parece ser completamente blanco.
En los arcoíris dobles a menudo aparecen dos arcoíris al mismo tiempo. Un arcoíris secundario concéntrico pero más oscuro (también llamado arcoíris) aparece fuera del arcoíris ordinario. Un arco iris secundario está formado por dos reflejos de la luz solar en gotas de agua. Cuando la luz del sol pasa a través de las gotas de agua, se refracta, se refleja y luego se refracta nuevamente. Una línea de luz reflejada una vez en una gota de agua forma un arco iris común (arco iris primario). Si la luz se refleja dos veces en las gotas de agua, se producirá un segundo arco iris. El orden de los colores del neón es opuesto al del arco iris principal.
Dado que con cada reflexión se pierde algo de energía luminosa, el brillo del neón también es más débil. El ángulo de reflexión más fuerte de las dos reflexiones se produce entre 50° y 53°, por lo que la posición del arco iris secundario está fuera del arco iris principal. Debido a que hay dos reflejos, el orden de los colores del arco iris secundario es inverso al del arco iris primario, con azul en el exterior y rojo en el interior. En realidad, el arco iris secundario debe seguir al arco iris principal, pero debido a que su intensidad de luz es menor, a veces no se nota a simple vista. Doble arco iris sobre Escocia En 1307, algunas personas en Europa sugirieron que los arco iris eran causados por la refracción y el reflejo de la luz solar en las gotas de agua. Descartes descubrió en 1637 que el tamaño de una gota de agua no afectaba la refracción de la luz. Realizó experimentos inyectando agua en una bola de vidrio y obtuvo el índice de refracción del agua con respecto a la luz. Utilizó las matemáticas para demostrar que el arco iris principal es causado por la reflexión dentro del punto de agua, mientras que el arco iris secundario es causado por dos reflexiones. Calculó con precisión el ángulo del arco iris, pero no pudo explicar sus colores. Más tarde, después de que Newton usara un prisma de vidrio para demostrar que la luz del sol se dispersaba en colores, se descubrieron todos los principios ópticos de la formación del arco iris.