Suscita sempre meraviglia e curiosità e con i suoi colori, disposti ad arco luminoso, attrae ed affascina grandi e piccini. Lo attendiamo e lo cerchiamo in cielo quando, dopo un forte temporale, soprattutto estivo, vediamo splendere il Sole.
L’arcobaleno, uno degli spettacoli più belli che la Natura possa regalarci, ha da sempre ispirato la fantasia di poeti, filosofi e scienziati, alimentando anche miti e leggende.
Come quella della “Pentola d’oro”, di origine celtica, che narra che alla fine dell’arcobaleno ci sia una pignatta piena d’oro, amorosamente e gelosamente custodita da gnomi ed elfi.
Perché si forma l’arcobaleno?
Le condizioni atmosferiche ottimali in cui è possibile osservare l’arcobaleno sono quelle che si verificano, più frequentemente durante la stagione estiva, dopo un temporale, quando le ultime gocce di pioggia stanno scendendo ed il Sole ricomincia a splendere, più brillante che mai. Sullo sfondo scuro delle nubi ancora cariche di pioggia ed in presenza di ancora tanta umidità, l’arcobaleno prende forma. E sono i raggi del Sole, che attraversano le ultime goccioline d’acqua, sospese nell’atmosfera, a crearlo.
Affinché l’arcobaleno possa apparire ai nostri occhi è necessario che i raggi solari prenetrino paralleli sulle gocce d’acqua (che si comportano come tanti piccoli prismi naturali) e vengano riflessi.
Più esattamente, i raggi del Sole penetrano nella goccia d’acqua sospesa nell’aria, e si dividono – per rifrazione – all’interno della goccia, passando dall’aria all’acqua, poi vengono parzialmente riflessi dalla parete opposta della goccia e, infine, rifratti di nuovo dall’acqua nell’aria. Questa doppia rifrazione e la riflessione avvengono ad angoli fissi e determinati, in particolare l’angolo tra la direzione del raggio solare e il nostro sguardo deve essere di circa 42°. In queste condizioni osserveremo l’arcobaleno cosiddetto di tipo primario.
Esiste anche un altro tipo di arcobaleno, detto secondario, che può apparire esternamente all’arcobaleno primario e che si presenta, meno brillante e più largo, con la sequenza dei colori invertita (rosso all’interno e violetto all’esterno). Esso è determinato da un’ulteriore riflessione dei raggi solari all’interno delle gocce, e la sequenza appare invertita poiché essa cambia fra una riflessione e l’altra.
Per ragioni legate alle leggi dell’ottica, possiamo vedere l’arcobaleno solo se il Sole si trova alle nostre spalle e non è troppo alto sull’orizzonte.
In dimensioni più contenute, è possibile osservare un arcobaleno anche in vicinanza delle cascate o negli spruzzi delle sponde del mare.
Perché l’arcobaleno appare a forma di arco (da cui prende anche il nome)?
La forma arcuata dell’arcobaleno è dovuta al fatto che le gocce d’acqua sono pressoché sferiche, sicché tutte le riflessioni si compongono in un’immagine arcuata.
Perché l’arcobaleno ha sette colori e la loro disposizione è quella che è?
I colori dell’arcobaleno si presentano sempre secondo la stessa disposizione, e cioè (dall’esterno verso l’interno nell’arcobaleno primario): rosso, arancione, giallo, verde, blu, indaco e violetto. Sono i sette colori dell’iride di cui è formata la luce del Sole e che risultano visibili ai nostri occhi quando splende l’arcobaleno.
In realtà la luce solare si compone di sei colori. Si deve a Isaac Newton – il primo a scomporre la luce solare nelle sue componenti colorate – l’aggiunta dell’indaco (forse in analogia con le sette note musicali o i sette giorni della settimana ), un colore che non esiste, essendo solo una sfumatura del violetto.
La disposizione dei colori nell’arcobaleno dipende dalle loro diverse lunghezze d’onda: il rosso, che si presenta all’esterno dell’arcobaleno, corrisponde alle lunghezze d’onda più elevate (760 miliardesimi di metro), il violetto corrisponde alle lunghezze d’onda più brevi (380 miliardesimi di metro) e il giallo corrisponde alle lunghezze d’onda intermedie (500 miliardesimi di metro).