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El arco iris, su belleza y su porqué
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Adolfo Marroquín Santoña | 16-10-2016 | 16:26

En realidad, deberíamos haber titulado “Los arcos iris, …”, puesto que siempre van de dos en dos, aunque a veces es difícil ver al pobre secundario, con lo que pasa desapercibido, tal como les pasa a tantos secundarios en muchos aspectos de la vida real…

La belleza del arco iris ha llamado la atención a muchos pintores, que han intentado plasmarla en sus lienzos, y digo intentado porque, no es fácil captar toda la belleza de los espectáculos que nos regala la naturaleza cada día, como el amanecer o el ocaso, con sus contraluces, las formaciones nubosas y los reflejos del sol en ellas, la electricidad de las tormentas, o simplemente estos humildes arcos iris.

Rebuscando en las pinacotecas de algunos de los más famosos museos del mundo, pueden encontrarse pinturas, como la que aparece a la derecha de la imagen superior, obra del pintor francés Jules Breton (1827-1906), titulada “Arco iris en el cielo” (1883), en la que los personajes parecen estar comentando algo sobre la tormenta y el arco iris que están dejando atrás, al tiempo que se van alejando de la oscuridad del fondo; lo que bien podría interpretarse como un poético escape hacia la esperanza.

 

En estas otras dos obras podemos ver, a la izquierda, “The Rainbow”, obra de Clarence Whaite (1828-1912), en la que el arco iris circunda, alejándose, la mayor parte de la escena. Mientras que el cielo azul sugiere un brillante día de comienzo de la primavera, la sombra en la media distancia parece indicar la presencia de lluvia sobre el terreno, en los momentos anteriores a haberse formado el arco iris.

A la derecha la obra “The Rainbow Landscape”, de Peter Paul Rubens (1577-1640), presenta una luz dorada idílica, típica de los paisajes que Rubens pintó en los alrededores de su casa en Bélgica, en la obra se muestra a los campesinos y al ganado en torno a una pequeña corriente recién alimentada por la lluvia. El arco iris nos lleva a través de las diferentes partes del campo y sugiere la bendición de Dios sobre sus habitantes.

 

Aquí, en la figura superior, presentamos a la izquierda la obra “Salisbury Cathedral from the Meadows”, de John Constable (1776-1837), con la catedral situada en un cielo de tormenta, donde la precipitación precedente ha oscurecido la piedra hasta un negro impresionante y dramático. Este cuadro fue pintado poco después de la muerte de la esposa del autor, lo que probablemente influyó en el resultado. El paso de la tormenta, el arco iris, y la torre de la iglesia, que parece penetrar, a través de la nube, en un cielo brillante, allá en lo alto, podría sugerir toda la fe de Constable, que buscaba esperanza y apoyo tras la pérdida de su esposa.

A la derecha la pintura “The Wreck of the Hope”, de Francis Danby (1793-1861), en la que el autor muestra cómo la humanidad parece insignificante e impotente ante la fuerza de la naturaleza. Un barco naufragado se tambalea hacia un lado, a punto de ser hundido por el mar tormentoso, o estrellado contra las rocas que se intuyen a la derecha.

Lo que he tratado de reflejar con estas cinco muestras, que me he permitido comentar, es que la dificultad del pintor al intentar capturar la belleza que ofrecen los arcos iris, queda resuelta con creces por la aparente facilidad con que el artista traslada a la obra, no solamente su visión de esa belleza, sino además un toque de sus propios sentimientos.

Pues bien, pasando ahora a la física que hay detrás de esa belleza, intentaré explicar lo que ocurre, echando mano del bien conocido adagio “una imagen vale más que mil palabras”:

 

En la imagen, los rayos de la luz del sol, luz blanca compuesta por la suma de todas las longitudes de onda componentes (los siete colores del espectro visible: rojo, naranja, amarillo, verde, azul, añil y violeta), se encuentran con las gotitas de agua presentes en la atmósfera, procedentes fundamentalmente de las precipitaciones habidas; cada rayo de sol sufre entonces tres procesos ópticos, una refracción, una reflexión y otra nueva refracción, que provocan que los rayos de sol no sólo cambien de dirección, sino que además se separen las distintas longitudes de onda (los siete colores).

La consecuencia es que al observador que se encuentra con el sol a su espalda el rayo de luz que le llega está a 42º (grados de ángulo) por debajo del que llegaba del sol y con todos los colores componentes desplegados. Y esto para todo el arco que el ojo es capaz de ver, bajo el mismo ángulo, desde su posición de observación.

 

Una vez entendido lo que ha ocurrido en la formación del arco iris primario, es ya fácil entender la aparición del arco secundario, que como antes decía “siempre está ahí”, pero que no siempre resulta visible. En este caso el rayo de sol incidente, como he tratado de explicar en el texto incluido en la propia figura, ha sufrido, antes de salir de la gotita de agua, una nueva reflexión, y la consecuencia es que ha perdido parte de su energía, por eso no siempre es visible, y además ha cambiado el ángulo bajo el que se dirige al observador, pasando de 42º a 52º (grados de ángulo), de forma que el secundario está siempre por fuera del primario, y finalmente, como consecuencia de la nueva reflexión, ha cambiado el orden de los colores en el rayo de salida, que en el primario es, de fuera hacia dentro: rojo, naranja, … , añil y violeta, y en el secundario será, visto también de fuera hacia dentro: violeta, añil, … , naranja y rojo.

¡Toda una orgía de colores, que además es gratuita, tal como nos ofrece siempre la naturaleza su belleza!

Adolfo Marroquín Santoña

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Adolfo Marroquín, Doctor en Física, Geofísico, Ingeniero Técnico Industrial, Meteorólogo, Climatólogo, y desde 1965 huésped de Extremadura, una tierra magnífica, cuna y hogar de gente fantástica, donde he enseñado y he aprendido muchas cosas, he publicado numerosos artículos, impartido conferencias y dado clases a alumnos de todo tipo y nivel, desde el bachillerato hasta el doctorado. Desde este blog, trataré de contar curiosidades científicas, sobre el clima y sus cambios, la naturaleza, el medio ambiente, etc., de la forma más fácil y clara que me sea posible.