L’arcobaleno non è un oggetto nel cielo, ma un effetto ottico: nasce da gocce d’acqua, luce solare e da un angolo preciso di circa 42 gradi.
L’arcobaleno sembra un arco colorato sospeso nel cielo, ma in realtà la sua forma è più sorprendente: dal punto di vista geometrico è legato a un cono di luce. Non significa che nel cielo esista davvero un cono visibile, ma che le gocce d’acqua capaci di rimandare la luce verso i nostri occhi si trovano lungo una precisa geometria.
Tutto parte da tre elementi: il Sole alle spalle dell’osservatore, le gocce di pioggia davanti a lui e la luce che entra nelle gocce. Quando la luce solare attraversa una goccia, viene rifratta, riflessa all’interno e poi rifratta di nuovo quando esce. In questo percorso i colori si separano, perché le diverse lunghezze d’onda della luce vengono deviate in modo leggermente diverso.
Il punto decisivo è l’angolo. Per l’arcobaleno principale, la luce torna verso l’osservatore con massima intensità intorno ai 42 gradi rispetto alla direzione opposta al Sole. È questo angolo costante a creare la forma circolare dell’arcobaleno.
Perché si parla di cono e non solo di arco
Immagina una linea che parte dai tuoi occhi e va verso il punto esattamente opposto al Sole. Intorno a quella linea, tutte le gocce che rimandano luce al tuo occhio con l’angolo giusto formano idealmente la superficie di un cono, con il vertice proprio nei tuoi occhi.
Tu, però, non vedi tutto il cono. Vedi solo la parte in cui quella luce arriva effettivamente al tuo sguardo: per questo l’arcobaleno appare come un arco. In realtà, se fossi abbastanza in alto, per esempio su un aereo, potresti vedere un arcobaleno quasi completo o addirittura circolare. EarthSky spiega proprio che, da una posizione elevata, l’arcobaleno può apparire come un cerchio di circa 42 gradi.
Il motivo per cui da terra vediamo spesso solo un semicerchio è semplice: una parte del cerchio finisce sotto l’orizzonte o viene nascosta dal paesaggio. Non è quindi l’arcobaleno a essere “tagliato”: è la nostra posizione a impedirci di vedere tutto il cerchio.
L’arcobaleno non è in un punto preciso del cielo
Un’altra cosa curiosa è che l’arcobaleno non si trova in un luogo fisso. Non puoi raggiungerlo, perché non è un oggetto materiale. È un effetto ottico che dipende dalla tua posizione, dal Sole e dalle gocce d’acqua. Se ti sposti, cambia anche l’insieme di gocce che manda luce ai tuoi occhi.
Atmospheric Optics lo spiega chiaramente: le gocce possono trovarsi a distanze diverse, anche molto lontane tra loro, ma ciò che conta è la direzione della luce che arriva all’osservatore. L’arcobaleno è quindi una raccolta di raggi luminosi visti da un punto preciso, non qualcosa appeso nel cielo.
Ecco perché due persone vicine non vedono mai esattamente lo stesso arcobaleno. Possono osservare un fenomeno quasi identico, ma la luce arriva ai loro occhi da gocce leggermente diverse.
