¿Por qué el arcoíris es curvo?

Durante siglos cada civilización interpretó a su manera su existencia. Así, por ejemplo, en Galicia durante siglos su presencia se relacionó con un dios, bueno para ser más exactos con una figura femenina encorvada y de edad avanzada.

En aquellas latitudes vinculaban su aparición con los meses de invierno, el momento del año en el que esta mujer descendía para coger el agua de los ríos y llevársela al cielo.

Para que se forme un arcoíris es preciso que el aire esté húmedo, lleno de pequeñas gotas, que el sol esté despejado, para que los rayos lleguen directamente a las gotas, y que se encuentre en cierta posición para que lleguen con un ángulo determinado.

Por otra parte, tal y como descubrió Isaac Newton hace siglos, la luz blanca está formada por los colores que conforman el espectro visible, el único rango de las radiaciones electromagnéticas que puede captar el ojo humano: violeta, azul, cian, verde, amarillo, naranja y rojo.

Cuando vemos un arcoíris en su parte superior vemos siempre el color rojo y en la inferior el violeta, que se separan en el interior de cada gota, debido a que el índice de refracción varía con la longitud de onda, que es distinta para cada color.

Además, sabemos que cuando la luz pasa de un medio a otro con densidad diferente, como sucede cuando pasa del aire al agua, cambia de dirección, es decir, la dirección en la que sale la luz de una gota de agua será diferente a la que viajaba cuando entró. El ángulo que forma el rayo saliente respecto al entrante depende del ángulo con el que la luz llega a la gota de agua y de los índices de refracción.

La luz roja tiene una mayor longitud de onda y escapa de cada gota formando un ángulo de 42,37º con respecto a la incidencia, mientras que la luz violeta tiene una menor longitud de onda y emerge formando 40,23º. En otras palabras, el arco principal tiene una anchura de algo más de dos grados de arco.

Si prestamos atención, cuando vemos un arcoíris el sol se encuentra situado a nuestras espaldas, lo que significa que lo que vemos es luz reflejada, es decir, la que rebota en las gotas de agua. A todo esto, habría que añadir que a pesar de que habitualmente las representamos en forma de lágrima, las gotas de lluvia tienen forma esférica.

Aunque solo vemos un arcoíris realmente es la composición de millones de pequeños arcoíris procedentes de otras tantas gotas de lluvia. Cada color viaja a una velocidad ligeramente diferente y la forma circular se debe a la simetría esférica de las gotas de lluvia.

Nuestros ojos lo que interpretan son conos de luz procedentes de ellas y la sección transversal de un cono es una circunferencia. Si vemos un arcoíris semicircular, en lugar de un círculo completo, es porque el horizonte limita nuestro campo visual. Tan solo desde una zona muy elevada, por ejemplo, desde un avión, sería posible contemplar la circunferencia. En otras palabras, lo correcto sería hablar del 'círculo iris' y no de arcoíris.

Ya que hablamos de gotas de lluvia, recordemos una de las escenas más sublimes y poéticas de toda la historia del cine: «Yo he visto cosas que vosotros no creeríais. Atacar naves en llamas más allá de Orión. He visto rayos-C brillar en la oscuridad cerca de la Puerta de Tannhäuser. Todos esos momentos se perderán en el tiempo, como lágrimas en la lluvia».