L’arcobaleno è un fenomeno ottico che si genera in presenza di due fattori: acqua sotto forma di goccioline sospese e luce, normalmente quella del sole ma può essere anche quella lunare o di una fonte artificiale.
Questo fenomeno, conosciuto anche come iride (dal greco iris) altro non è che un arco multicolore con sequenza rosso, arancione, giallo, verde, blu, indaco e violetto che si genera in cielo dopo un fenomeno temporalesco.
Approfondisco: l’iride altro non è che uno spettro di colori disposti in una sequenza come quella che l’occhio umano vede nell’arcobaleno. All’inizio questa sequenza era composta da soli 5 colori primari individuati da Isaac Newton, poi in seguito vennero introdotti anche l’arancione e l’indaco non facilmente visibili proprio per la difficoltà dell’occhio umano di distinguere i colori nella porzione del blu dello spettro visivo.
La luce, colpisce le goccioline di acqua in sospensione nell’atmosfera ottenendo per conseguenza una dispersione e una rifrazione della luce contro le pareti delle gocce stesse.
Approfondisco: la rifrazione è quel fenomeno ottico che si manifesta quando la luce viaggiando attraverso un mezzo trasparente (aria) incontra nel suo percorso un altro mezzo trasparente, ad esempio acqua o un vetro. In questo passaggio, la luce subisce un deviazione dal suo percorso abbastanza netta.
Approfondisco: il fenomeno della dispersione si accompagna con la rifrazione. Infatti, tutti sappiamo che la luce bianca è data dalla composizione dei vari colori. Quando questa luce bianca incide su una superficie trasparente come quella di un prisma, le diverse componenti della luce, avendo velocità e lunghezza d’onda diverse, deviano compiendo ciascuna un percorso diverso. La componente rossa è quella meno deviata (esterno dell’arcobaleno), il violetto, quello con frequenza minore, è il più deviato (interno dell’arcobaleno).
Gli arcobaleni diventano visibili quando fenomeni atmosferici come i temporali, lasciano al loro passaggio una grande umidità sospesa nell’aria. La luce del sole, facendosi strada tra le nubi, incide sulle goccioline in sospensione generando questo fenomeno ottico. La migliore condizione per poter vedere un arcobaleno perfettamente definito è quella che si verifica quando il sole è basso, dietro l’osservatore e quest’ultimo si trova sotto una porzione di cielo serena e di fronte ha ancora le nubi nere del temporale.
L’arco formato da questo fenomeno ottico, è inoltre visibile quando il sole ha una inclinazione inferiore ai 42 gradi, perché la riflessione della luce da parte delle goccioline d’acqua avviene in una larga banda di angoli con la luce più intensa riflessa con un angolo di 40-42 gradi. Se il sole è più alto di questo angolo, l’arcobaleno è sotto la linea di orizzonte e non è visibile perché di solito non ci sono sufficienti goccioline di pioggia tra l’orizzonte e la terra utili a contribuire alla formazione dell’arcobaleno.
In alcuni rari casi, un secondo arcobaleno è visibile all’esterno del primo e più scuro di questo. Il fenomeno è causato da una doppia rifrazione della luce all’interno delle goccioline generando così, con un angolo di 50-53°, questo secondo fenomeno speculare, ossia con i colori invertiti rispetto al primo. Questo secondo arcobaleno prende anche il nome di banda di Alessandro dal filosofo Alessandro di Afrodisia che lo descrisse per primo.
E’ possibile in rarissimi casi individuare anche fenomeno di tripli o addirittura quadrupli arcobaleni, che apparirebbero dallo stesso lato dove si trova il sole rendendoli molto difficili da visualizzare.
Un altro incredibile fenomeno legato a questo evento ottico è quello che consente di vedere diversi arcobaleni più piccoli all’interno del primario separati da bande di colore pastello non ritrovabili all’interno dei colori primari e non spiegabili con la geometria ottica classica. Tale fenomeno noto come arcobaleni super-numerosi, avviene quando sono presenti delle interferenze tra i raggi di luce per cui si generano dei percorsi con lunghezza d’onda leggermente diverse all’interno delle goccioline.
E’ possibile imbattersi anche in arcobaleni lunari o notturni, dovuti alla luce della luna in serate quando tra questa e l’osservatore si spandono sottili nubi. Normalmente appaiono composti di sola luce bianca a causa del fatto che la percezione umana dei colori in scarsità di illuminazione è piuttosto difficile.
Gli arcobaleni è possibile visualizzarli anche in prossimità delle cascate o corsi d’acqua a causa dello stesso fenomeno di sospensione di goccioline d’acqua e rifrazione della luce solare.
TRA STORIA E LEGGENDA
Pare che sia stato un astronomo persiano, Qutb al-Din al-Shirazi (1236–1311) o il suo allievo Kamal al-din al-Farisi (1260–1320) [fonte Wikipedia] coloro che per la prima volta diedero una spiegazione del fenomeno dell’arcobaleno e Isaac Newton colui che dimostrò che la luce bianca era composta da tutti i colori primari dell’arcobaleno.
L’arcobaleno proprio per la sua aurea di mistero e inspiegabilità, ha sempre colpito l’immaginario collettivo ed è entrato nella mitologia e nella fantasia come presagio positivo portatore di effetti benefici. Già nella Genesi l’arcobaleno è un segno del patto tra Dio e l’uomo, un collegamento tra cielo e terra. Anche per i greci l’arcobaleno era un segno divino, un percorso celeste creato dalla messaggera Iris per collegare il paradiso e la terra. Ma in tutte le culture troviamo segni e indicazioni legati a questo affascinante fenomeno naturale.
