Somewhere over the rainbow

Quest’estate, al mare, in montagna o anche in città, vi sarà probabilmente capitato di ammirarne qualcuno. Tra i fenomeni meteorologici (e ottici) è senza dubbio tra i più affascinanti, ma anche tra i più rassicuranti dal momento che appare ai nostri occhi solo quando il “peggio”, un temporale o un acquazzone in questo caso, è quasi passato. Stiamo parlando dell’arcobaleno, l’arco colorato che vediamo nel cielo subito dopo un temporale o un rovescio di pioggia.

Per poterlo ammirare è infatti necessario che alcune goccioline d’acqua siano rimaste in sospensione in atmosfera e che queste vengano illuminate dai raggi del Sole che, non troppo alto sull’orizzonte, è riuscito a ricavarsi uno sguarcio tra le nubi.

Che cos’è l’arcobaleno?

L’arcobaleno è un fenomeno ottico che si osserva nel momento in cui i raggi solari raggiungono alcune goccioline d’acqua sospese in atmosfera. La luce proveniente dal Sole, che all’occhio umano appare bianca poiché formata da tutti i colori dell’iride combinati tra di loro, quando colpisce una gocciolina d’acqua, viene rifratta, ovvero viene modificata la sua direzione originale nel passaggio dall’aria all’acqua, e allo stesso tempo scomposta nei diversi colori dell’iride visibili dall’occhio umano. Successivamente le diverse componenti della luce solare vengono in parte riflesse dalla parete interna della gocciolina e poi rifratte un’ultima volta nel momento in cui escono da questa e giungono ai nostri occhi.

L’angolo a cui vengono rifratte, e successivamente riflesse, le differenti componenti della luce solare dipende dalla lunghezza d’onda, ovvero è diverso per la luce rossa piuttosto che per quella blu. È per questo motivo che la luce bianca si scompone nei diversi colori dell’arcobaleno che i nostri occhi sono in grado di distinguere ed è per lo stesso motivo che i colori dell’arcobaleno ci appaiono sempre nello stesso ordine: il rosso è quello che caratterizza l’arco più esterno, quello più in alto, passando poi per l’arancione, il giallo, il verde, l’azzurro e il blu, fino a “scendere” al settimo colore, l’indaco.

In realtà i nostri occhi sono in grado di percepire solo 7 colori ma le sfumature cromatiche formate dalla luce solare rifratta e riflessa dalle goccioline d’acqua sono molte di più, tante quante quelle che compongono lo spettro della luce visibile.

Talvolta capita di riuscire ad osservare due arcobaleni, uno dentro l’altro, con quello più esterno con i colori invertiti in modo simmetrico rispetto all’arcobaleno che siamo abituati a vedere. Questo secondo arcobaleno, detto secondario, si crea a seguito di una doppia riflessione della luce solare sulle pareti delle goccioline d’acqua ed è proprio a causa di questa doppia riflessione che i colori dell’arcobaleno secondario ci appaiono invertiti.

Dove lo posso osservare?

Per poter ammirare un arcobaleno è necessario rivolgere le spalle al sole e guardare nella direzione opposta dove precedentemente un temporale o un acquazzone, ormai transitato, hanno lasciato dietro di sé alcune goccioline d’acqua in sospensione in atmosfera. Al mattino, sarà quindi possibile scorgere un arcobaleno guardando verso ovest, diversamente al pomeriggio e alla sera rivolgendo lo sguardo verso est.

È proprio in questi momenti della giornata, quando il sole non è troppo alto sull’orizzonte, che è possibile osservare gli arcobaleni. Difficilmente, a meno di non essere su un aereo o in quota, si potrà contemplare un arcobaleno a mezzogiorno, con il sole a picco.

Perché il Sole non deve essere troppo alto sull’orizzonte?

L’arcobaleno è un fenomeno ottico e l’arco colorato che noi vediamo nel cielo è quello generato dalle goccioline d’acqua che si trovano ad una quota tale per cui l’angolo tra la luce solare incidente e quella che giunge ai nostri occhi è compreso tra i 40° e i 42°. Se il Sole si trova più in alto nel cielo, l’angolo tra la luce solare incidente e noi osservatori risulta maggiore di 42° e non siamo quindi in grado di vedere l’arcobaleno. Quest’ultimo ci appare di forma circolare perché formato dalla luce rifratta e riflessa da goccioline d’acqua che si trovano su un arco circolare in modo tale da rispettare il requisito dell’angolo necessario per vedere l’arcobaleno.

Una curiosità: più il Sole è basso e più l’arco che possiamo ammirare ci appare di grandi dimensioni, diversamente, quando il Sole è più in alto nel cielo, l’arcobaleno che osserviamo ci appare più piccolo.

E’ possibile raggiungere la fine di un arcobaleno?

Assolutamente no, né tanto meno trovare la famosa pentola d’oro che una leggenda irlandese narra si trovi alla fine di un arcobaleno. Essendo quest’ultimo un fenomeno ottico, nel momento in cui l’osservatore si sposta, i suoi occhi vedono un arcobaleno leggermente diverso da quello osservato nella posizione precedente. È come se nel suo movimento, l’arcobaleno si spostasse con lui.

In quali altri posti lo posso ammirare?

Gli arcobaleni più spettacolari sono senza dubbio quelli osservabili nel cielo e sono ancora più affascinanti quando le gocce sospese in atmosfera sono distribuite in modo omogeneo e ci permettono di vedere un arco completo e non frammentato. Non sono però da meno anche gli arcobaleni che si formano in prossimità delle cascate o delle fontane, ovvero quando vi sono gocce d’acqua sospese in aria.