Preguntas científicas (IV): ¿qué es el arcoíris?

Es habitual que durante las sesiones de una materia de ámbito científico como Física y Química los alumnos muestren su curiosidad en diversos aspectos de la vida cotidiana que llaman su atención. Así, en muchas ocasiones, cuando su timidez se lo permite, realizan preguntas llamativas y que resultan de gran interés. En una de estas ocasiones, un alumno de 17 años durante una sesión de Óptica preguntó: ¿qué es realmente el arcoíris?

En el vasto cielo, entre nubes y gotas de lluvia, se despliega uno de los fenómenos físicos más cautivadores de la naturaleza. Con sus colores vibrantes y su apariencia efímera, el arcoíris ha inspirado admiración y asombro a lo largo de generaciones. Su belleza radica en el espectro de colores ordenados, que va desde el rojo en el exterior hasta el violeta en el interior. De forma simple, un arcoíris es un espectro de luz multicolor que aparece en el cielo cuando la luz del sol se refleja, refracta y dispersa en gotas de lluvia suspendidas en el aire. Por tanto, el fenómeno óptico resulta de la interacción entre la luz y las partículas de agua en la atmósfera.

Más concretamente, la formación de un arcoíris comienza con la aparición de gotas de lluvia en el aire y la presencia del sol detrás del observador. En el momento en que la luz solar atraviesa estas gotas de lluvia, ocurren varios fenómenos ópticos clave conocidos como reflexión, refracción, dispersión y reflexión interna total. Así, las gotas actúan como pequeños prismas que separan la luz en sus diferentes colores tan pronto el sol las ilumina de la manera adecuada. Cuando millones de gotas de lluvia en la atmósfera interactúan con la luz solar de esta manera, se produce el majestuoso espectáculo.

A pesar de que es muy habitual ver el arcoíris, son diversas las particularidades desconocidas de este fenómeno. De los colores que lo forman, el ojo humano solo puede captar siete de ellos al distinguir solamente siete zonas diferenciadas en la longitud de onda. El arcoíris rara vez aparece a medio día puesto que para que se produzca es necesario que el sol se encuentre a menos de 42 grados por encima del horizonte. Es imposible ver su fin ya que las radiaciones que lo forman dependen de la distancia y del ángulo al que se encuentre el observador, por lo que el arcoíris se mueve con el observador. Además, puede aparecer por la noche pues a pesar de que este necesita la luz solar para aparecer, también puede mostrarse con la luna llena.

Más allá de los aspectos científicos o su mera belleza estética, el arcoíris ha inspirado arte, poesía y reflexión filosófica sobre la naturaleza de la luz y el cosmos. En diferentes culturas y religiones, se le han atribuido significados simbólicos, desde promesas divinas de esperanza y renovación hasta puentes entre el cielo y la tierra.

Aunque son conocidos los principios científicos que subyacen a la formación del arcoíris, sigue siendo un fenómeno que despierta asombro y admiración en las mentes de quienes lo contemplan. Su aparente fugacidad, su brillante gama de colores y su conexión con los elementos básicos de la luz y el agua lo convierten en un recordatorio de la complejidad del mundo natural que nos rodea. Así, la próxima vez que veas un arcoíris pintando el cielo, tómate un momento para maravillarte ante su esplendor y recordar los fundamentos físicos que lo hacen posible.

Profesor de Física y Analista de Datos