¿Por qué vemos la curva del arco iris?

Primero, busca un arcoíris cuando el sol está detrás de ti, y hay gotas de lluvia cayendo frente a ti.

En segundo lugar, sepa que, al hacer el arco iris, la luz solar emerge de muchas gotas de lluvia a la vez. Un arco iris no es una imagen plana bidimensional en la cúpula del cielo. Es más como un mosaico, compuesto de muchos bits separados … en tres dimensiones. Más información sobre la calidad tridimensional de los arcoíris a continuación. Solo sepa que su ojo ve el arco iris como plano por la misma razón que vemos el sol y la luna como discos planos, porque, cuando miramos al cielo, no hay señales visuales que nos indiquen lo contrario.

Tercero, los arcoiris son más que semicírculos. Son realmente círculos enteros. Nunca verás un arco iris circular desde la superficie de la Tierra porque tu horizonte se interpone en el camino. Pero, en lo alto, las personas en los aviones a veces los ven

Para comprender la curvatura de los arcoíris, deberá cambiar su mente a su modo de pensamiento tridimensional. Cecil Adams de la columna del periódico The Straight Dope lo explicó de esta manera:

Estamos acostumbrados a pensar que los arcoiris son básicamente bidimensionales, pero esa es una ilusión causada por la falta de señales de distancia. La nube de gotas de agua que produce el arco iris obviamente se extiende en tres dimensiones.

Sin embargo, la geometría de la reflexión es tal que todas las gotitas que reflejan la luz del arco iris hacia ti yacen en un cono con los ojos en la punta.

Se necesita un salto intuitivo para ver por qué esto debería ser así, pero vamos a darle una oportunidad. Las gotas de agua reflejan la luz solar (o cualquier luz) en un ángulo de entre 40 y 42 grados, dependiendo de la longitud de onda …

El sol está bajo y detrás de ti. Todos los rayos del sol entran, golpean la nube de gotas de agua delante de ti y rebotan en un ángulo de [aproximadamente] 40 grados.

Naturalmente, las vigas pueden rebotar 40 grados en cualquier dirección, hacia arriba, hacia abajo y hacia los lados.

Pero los únicos que ves son los que se encuentran en un cono con un ángulo de lado a eje de 40 grados y tus ojos en la punta.

También le pregunté a Les Cowley del gran sitio web Atmospheric Optics. Es un experto de clase mundial en óptica de cielo y el hombre ideal de EarthSky para todos los fenómenos del cielo durante el día. Les me dijo:

La explicación del cono es sólida y también mi preferida en Atmospheric Optics.

¡Los arcoiris no existen! No están en ninguna parte del espacio. No puede tocarlos ni conducir alrededor de ellos. Son una colección de rayos de brillantes gotas de lluvia que llegan a nuestros ojos. Las gotas de lluvia destellan los rayos del arco iris en un ángulo de 42 grados desde el punto directamente opuesto al sol. Todas las gotas que brillan en el arco iris están en la superficie de un cono con su punto en el ojo. Pueden estar cerca y lejos. Otras gotas que no están en el cono también destellan la luz del sol en colores del arco iris, pero sus rayos no alcanzan nuestros ojos. Solo vemos aquellos en el cono. Cuando miras hacia abajo del cono, ves un círculo. ¡Entonces los arcoiris son círculos!

Para ser técnico, así es como se forman los rayos del arco iris.

Y este (me costó escribirlo) explica por qué vemos arcoíris y halos.

¡Uf! ¡Gracias de EarthSky a todas las personas inteligentes y conocedoras que contribuyeron a esta explicación!

En pocas palabras: ¿por qué los arcoiris son curvos? Cuando miras un arcoíris, no estás viendo una imagen bidimensional plana en la cúpula del cielo. Estás viendo luz a lo largo de un cono tridimensional, con tus ojos en la punta. El círculo de un arco iris, o arco, suponiendo que la parte inferior del círculo esté oculta por su horizonte, aparece como una sección plana y bidimensional de ese cono.

¡Gracias! 🙂