El Arco Iris

Jaime Bustamante Morales

El arco iris es un fenómeno óptico y meteorológico que produce la aparición de un espectro de luz continuo en el cielo cuando los rayos del sol atraviesan pequeñas partículas de humedad contenidas en la atmósfera terrestre. La forma es la de un arco multicolor con el rojo hacia la parte exterior y el violeta hacia el interior. Menos frecuente en el arco iris doble, el cual incluye un segundo arco más tenue con los colores invertidos, es decir el rojo hacia el interior y el violeta hacia el exterior.

A pesar de que el arco iris muestra un espectro continuo de colores, comúnmente se suele aceptar como seis colores que lo conforman, los cuales son el rojo, naranja, amarillo, verde, azul, y violeta producto de la descomposición de frecuencias de luz, y es formado por 3 colores primaros y los 3 secundarios, aunque tradicionalmente se habla de 7 colores, incluyendo el añil entre el azul y el violeta.

Historia de la ciencia de los Arco Iris

Hace más de tres siglos, Isaac Newton logró demostrar con ayuda de un prisma que la luz blanca del sol contiene colores a partir del rojo. Pasando por el naranja, amarillo, por el verde, por el azul y añil hasta llegar al violeta. Esta separación de la luz en los colores que la conforman recibe el nombre de descomposición de la luz blanca.

Pero muchos siglos antes de que naciera Newton la naturaleza ya había descompuesto la luz del sol una y otra vez ante los ojos de nuestros antepasados. Algunas veces, después de una llovizna; otras, tras una tormenta. Lo cierto es que el arco iris fue durante mucho tiempo un fenómeno tan asombroso como sobrecogedor. Tomando en ocasiones como portador de augurios, en otras como inspiración de leyendas, y siempre como una obra de arte, nunca ha dejado de parecer maravilloso al ser humano.

La teoría elemental del arco iris fue, sin embargo, anterior a Newton. Desarrollada primero por Antonius de Demini en 1611, fue retomada y refinada luego por René Descartes. Posteriormente, la teoría completa del arco iris fue propuesta en forma inicial por Thomas Young y, más tarde, elaborada en detalle por Potter y Airy.

Relato Bíblico

Según el antiguo testamento, el arco iris fue creado por Dios tras el diluvio universal. En el relato, éste aparecería como muestra de voluntad divina, para recordar a los hombres de promesa hecha por el propio Dios a Noé de que jamás volvería a destruir la tierra con un diluvio.

“Mi arco pondré en la nubes, el cual será de convenio entre mi y la tierra. Y será que cuando haré venir nubes sobre la tierra, se dejará ver entonces mi arco en las nubes. Y acuérdame del pacto mío, que hay entre mi y vosotros y toda alma viviente de toda carne; y no serán más las aguas por diluvio para destruir la carne.”

Explicación científica

Cuando la luz solar incide sobre las gotas de lluvia, éstas se encargarán de dispersarla en todas direcciones, pero en algunas mucho más que otras. Los rayos del sol involucrados con la formación de del arco iris salen de las gotas de lluvia con un ángulo de aproximadamente 1.38 grados respecto de la dirección que llevan antes de entrar en ellas. Este es el “ángulo del arco iris”, descubierto por René Descartes en el año de 1637. Si la luz saliera a 180 grados, entonces regresaría por donde vino. Como el ángulo hace posible que el arco iris sea visible para nosotros, que no solemos encontrarnos exactamente entre el sol y la lluvia. De manera que siempre, si nos colocamos de frente a un arco iris, el sol estará detrás de nosotros.

La luz solar emerge de muchas gotas de lluvia a un tiempo. El efecto combinado es un mosaico de pequeños destellos de luz disparados por muchas gotas de lluvia, distribuido como un arco en el cielo. Los diversos tamaños y formas de las gotas afectan la intensidad de los colores del arco iris. Gotas pequeñas hacen un arco iris pálido y de gotas grandes son aplastadas por la resistencia del aire mientras caen. Esta distorsión ocasiona que el “final” del arco iris tenga colores mas intensos que la cresta. Quizás sea ésta la causa de la leyenda que sugiere la existencia de una olla que contiene oro resplandeciente en el final del arco iris,

Es posible ver también lo que se conoce como arco iris secundario, el cual es más débil y presenta los colores invertidos. El arco iris primario, que hemos dado de llamar simplemente “arco iris”, es siempre un arco interior y más próximo al observador que el arco iris secundario. Este segundo arco se produce cuando la luz blanca refractada y separada en los distintos colores del espectro visible, se refracta de nuevo en una cortina de agua posterior, con lo cual se invierten dichos colores atendiendo a la longitud de onda correspondiente, mayor en los rayos rojos y menor en los azules y violeta.

Es interesante señalar que ninguna luz emerge en la región entre los arco iris primario y secundario. Esto coincide con algunas observaciones, que  señalan que la región entre los dos arcos es muy oscura, mientras que en la parte exterior del arco secundario y en la parte interior del arco primario es visible una considerable cantidad de luz, lo cual se debe al reflejo de la luz blanca concentrada justo antes de su refracción para formar el arco iris. Esta zona oscura intermedia se debe a la intensidad de la cortina de agua, que absorbe toda luz posible hacia el interior de la misma, por lo que el arco secundario es simplemente un reflejo primario en dirección hacia el observador y es conocida como “Banda de Alejandro”.

En algunas ocasiones, cuando los arco iris primario y secundario son muy brillantes, se puede observar un tercero dentro del primario y un cuarto fuera del secundario.  A estos arcos se les llama arcos supernumerarios y se deben a efectos especiales de interferencia luminosa.

Alguien que ve un arco iris, es realidad no está viendo cosa alguna que esté en un sitio fijo. El arco iris es sólo un fantasma, una imagen. Se cuenta que un pasajero de un pequeño avión le pidió una vez al piloto de la aeronave que cruzara el centro del arco iris. El arco iris nunca fue creciendo conforme al avión volaba hacia él. Luego de un rato, el arco iris se desvaneció, pues el avión voló fuera del área donde lluvia lo producía. Así, este inocente pasajero se quedó con las ganas de volar a través del arco iris.

Conclusión.– Cuando alguien mira un arco iris, lo que está viendo en realidad es luz dispersada por ciertas gotas de lluvia.