Arcobaleno: uno dei fenomeni Naturali più belli. Come si forma?

La giornata di ieri ha visto un susseguirsi di bel tempo e pioggia, soprattutto al Nord. Il sole ha cercato più volte di farsi spazio nel cielo, ma è stato subito sostituito dalla pioggia che ha poi lasciato nuovamente spazio a sprazzi di sereno. Questo susseguirsi di pioggia e sole ha favorito la formazione degli arcobaleni. Nel pomeriggio a Bologna è stato osservato un doppio arcobaleno, che si è formato in seguito ad un rovescio di pioggia avvenuto con la presenza del sole.

Il doppio arcobaleno del 22 Febbraio a Bologna.

Il doppio arcobaleno del 22 Febbraio a Bologna.

Ma perché e come si formano questi particolari fenomeni? 

Gli arcobaleni sono un fenomeno puramente ottico, ovvero dovuto a interazioni con la luce, che si manifestano quando delle goccioline di pioggia, sospese  in aria, vengono illuminate da radiazione solare, che incide su di esse con un particolare angolo. Sappiamo che la luce solare (visibile) ci appare bianca perché è composta da tutti i colori, ovvero da radiazione con diverse lunghezze d’onda. Ogni colore (rosso, blu, verde.. ) ha un numero associato, detto lunghezza d’onda, che caratterizza la radiazione che forma quel particolare colore. Le goccioline sospese nell’aria agiscono come un prisma, separando la luce bianca in tutte le sue diverse componenti colorate. Questo è possibile grazie alla rifrazione della luce, un fenomeno che devia i raggi di luce quando questi si trovano ad attraversare mezzi diversi (ad esempio aria ed acqua). La rifrazione spiega anche le strane immagini che si formano quando immergiamo, ad esempio, un cucchiaio in un bicchiere d’acqua e osserviamo la parte coperta dall’acqua e la parte esterna.

Fenomeno di rifrazione in un bicchiere di acqua.

La luce del sole, proveniente dalle spalle di chi osserva l’arcobaleno, entra nelle goccioline e subisce molteplici rifrazioni entrando ed uscendo dalla goccia. In questo modo la radiazione bianca incidente viene scomposta nei diversi colori: ogni colore viene rifratto con un angolo diverso, andando a formare in questo modo la tipica distribuzione dei raggi nell’arcobaleno.

Schema di formazione dell’arcobaleno.

L’arcobaleno secondario presente nel “doppio arcobaleno” è dovuto ad una doppia riflessione della luce solare dentro le gocce di pioggia, per questo appare ad angoli più elevati rispetto al primo e con intensità minore. A causa della ulteriore riflessione i colori dell’arcobaleno secondario sono invertiti in confronto a quelli del primario, con il blu all’esterno e il rosso all’interno.