¿Cuál es la ciencia detrás de la formación del arco iris?

Answer 1

Un arco iris es causado por la refracción. “Dispersión” es una consecuencia de la refracción, lo que significa que la refracción es diferente para cada color de luz. No siempre significa que los colores se separen. La “reflexión interna total” no tiene nada que ver con el arco iris, y de hecho es imposible en las gotas de lluvia. Cualquier explicación que mencione TIR, que solo considere que la luz golpea una gota en un lugar y se separa, o implica que el rojo está en el exterior porque refracta menos, es incorrecto.

El sol normalmente parece tener alrededor de 0.5 ° de ancho. Al igual que un espejo funhouse, una sola gota de lluvia reflejará una imagen ampliada del sol que tiene aproximadamente 41 ° de ancho. Pero el reflejo no es uniforme, es mucho más brillante en los 0.5 ° exteriores de la imagen. (Esto es un resultado directo del ancho original de 0.5 °.)

Pero debido a la dispersión, cada color se magnifica una cantidad diferente. Las partes rojas están más cerca de 42 °, el violeta está más cerca de 40 °, y los otros colores están en medio. Debido a que las llantas brillantes solo se superponen parcialmente, las vemos como bandas de diferentes colores que se vuelven más pálidas a medida que avanzas del rojo al violeta.

Una cosa que las personas no suelen considerar acerca de los espejos es que ves una parte diferente de tu reflejo en diferentes partes del espejo. Entonces, si se cortara en millones de partes más pequeñas, que permanecieran alineadas entre sí, todavía verías tu reflejo. Debido a que las gotas de lluvia no necesitan estar alineadas, son naturalmente simétricas, esto es lo que sucede con los arco iris. Vemos una parte diferente de ella en cada gota de lluvia.

Answer 2

La formación del arco iris se debe básicamente a 3 fenómenos de refracción, reflexión interna total y dispersión.

Cuando llueve, la luz del sol cae sobre las gotas de agua (representadas por un círculo), en algún ángulo (punto A), cayendo hacia la tierra. Dado que la luz blanca consiste en VIBGYOR, cada color que tiene una longitud de onda diferente, sufre refracción en diferentes ángulos dentro del La luz blanca ahora se divide en espectro. Esto se llama dispersión. Este espectro que viaja dentro de la gota golpea el otro extremo de la gota (punto B). Si el ángulo de incidencia es mayor que el ángulo crítico, el espectro se refleja nuevamente en el interior Las gotitas. Esto es reflexión interna total.

El ángulo crítico es diferente para diferentes longitudes de onda.

Ahora, este espectro reflejado llega a la superficie interna de la gota (punto C). Si el ángulo de incidencia es menor que el ángulo crítico, el espectro sufre refracción y el ángulo de refracción es diferente para diferentes longitudes de onda, el espectro se expande más. Verá este espectro como el arco iris.