DEL ARCOIRIS A PINK FLOYD. BELLEZA, CURIOSIDAD Y FISICA.

¡Qué hermoso eres tú, arcoiris

que vuelas en la cascada!

yo te saludo y tú

¡con el viento respondes!  
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Poema tarahumara tomado de Nueva poesía tarahumara",

http://literaturasyperiferias.wordpress.com/nueva-poesia-tarahumara/

Una de las bellezas de la naturaleza, que ha llamado la atención e inspirado a artistas y seres con sensibilidad a lo largo y ancho del planeta, es el fenómeno del arcoiris, que destaca por su colorido, su forma y su breve aparición en el cielo. Se da, eso sí, bajo ciertas circunstancias: en días lluviosos en los que, de repente, sale el sol. O en un día despejado junto a esa cascada que describían los tarahumaras en aquel poemilla. 

Fig.1. "Cosmovisión del arco iris" por Roldán Pinedo. Tomado de la web de la exposicion "Buscando el río. Estéticas y representaciones de los pueblos indígenas amazónicos en Lima"(Taken from the web http://innovartesanmarcos.blogspot.se/2014/04/buscando-el-rio.html ).



Pero, hoy yo pregunto qué es en realidad un arcoiris, cómo se forma, por qué es un medio arco, pueden dos personas ver el mismo arcoiris y, aunque le sorprenda la pregunta, qué relación tiene el arcoiris con Pink Floyd.

En primer lugar, un arcoiris implica la separación de la luz blanca (proveniente del sol, en este caso) en diferentes colores. Dicho esto, voy con la respuesta a la última pregunta, por qué el arcoiris puede relacionarse con Pink Floyd, que es sin duda la más exótica (redoble de tambores).  Pues bien, resulta que la separación de colores que vemos en el arcoiris es el mismo fenómeno que aparece en la portada del disco "The dark side of the moon", pero en este caso el artista representa cómo la luz blanca se separa en luz de diferentes colores al atravesar un prisma (Fig.2). Bueno, en realidad, fue Storm Thogerson y no Pink Floyd quien diseñó la portada del disco. Pongamos en palabras el fenómeno que Thogerson dibuja. Digamos que, la luz blanca atraviesa el prisma, que es un medio en el que los colores "se separan", y por lo tanto cuando salen del prisma cada color lleva un ángulo diferente y una trayectoria distinta.  

Fig.2 Portada del disco de Pink Floyd, "The dark side of the moon", diseñada por Storm Thogerson. Taken from http://www.futuro.cl/2013/03/pink-floyd-the-dark-side-of-the-moon/

En el caso del arcoiris, ocurre algo similar. No tenemos un prisma, sino gotitas de agua, que son el medio en el que la luz blanca (del sol) se separa o descompone en los diferentes colores. Pero, si decimos que los colores "siguen trayectorias diferentes", ¿por qué los vemos todos a la vez?. Es más, ¿es una sola gota la que produce el efecto?, y, ¿por qué el arcoiris tiene esa forma de arco que la luz que atraviesa el prisma no toma?

Pensemos en la forma de una gota de agua. Desde luego no es triangular como el prisma de Pink Floyd. Si queremos simplificar, podríamos decir que una gota es esférica (Fig.3). Las gotitas en las que se forma el arcoiris no forman parte de la lluvia, sino que están condensadas y suspendidas en el aire.

Fig.3. ARRIBA: Gota de agua en crochet (http://www.mooglyblog.com/rain-and-cloud-crochet-patterns/). ABAJO: Gotas. Taken from http://www.freepik.es/foto-gratis/las-gotas-de-lluvia_33825.htm 

La descomposición de la luz del sol en colores podría ser algo similar a lo que muestra la Fig.4. 

 Fig.4. Separación de la luz "blanca" del sol (amarilla en el dibujo) en colores que se produce en una gota de lluvia. From http://www.rena.edu.ve/primeraetapa/Ciencias/arcoiris.html 

El haz de colores sale de la gota formando un cono. Y lo mismo ocurre para multitud de gotitas a la vez. Nosotros, los observadores, que miramos al cielo con el sol luciendo en nuestra espalda, vemos a la vez una franja de gotitas suspendidas en el aire en las que se está produciendo dicho fenómeno simultáneamente. No vemos el fenómeno cuando se produce en una, sino en muchas, muchísimas gotas. Nosotros solo (aparentemente "solo" es sin tilde desde 1999) vemos el fenómeno cuando el rayo de luz (de un cierto color) que sale de las gotas forma con nosotros cierto ángulo (unos 42 grados para el rojo y unos 40 para el violeta). Si resulta que estamos en el campo, con nuestro primo Curro, él veria el fenómeno produciéndose en otra franja de gotitas, es decir, aunque parezca sorprendente, ¡vería otro arcoiris! El hecho de que haya elegido que nuestro primo se llame Curro no es casual. ¿Os acordáis de la mascota de la Expo 92? (Fig.5)

Fig.5. "Curro", la mascota de la Exposicion Universal de Sevilla 1992. Taken from http://www.legadoexpozaragoza.com/legadoexpo/news/3707.html

Pero, ¿por qué el arcoiris tiene forma de arco? El hecho de que veamos un arco y no un círculo se debe a que estamos sobre la superficie de La Tierra, y nuestra visión está limitada por la forma de la misma. Por ejemplo, mira esta web con fotografias impresionantes y en la que aparece este efecto formando un círculo:

http://www.mnn.com/earth-matters/climate-weather/photos/10-stunning-images-of-rainbows-and-their-less-famous-cousins-4

Si habéis entrado en el link, habréis visto los dobles arcoiris. Espectaculares. ¿Por qué se producen? Bueno, esto ocurre cuando la luz sigue un camino diferente dentro de las gotitas de agua, se refleja dos veces y no una dentro de la gota, y sale ("se refracta") formando con nosotros un ángulo distinto (unos 51 grados). Notad cómo los colores en este segundo arco no siguen la misma secuencia que en el primero. El camino que tomaría la luz dentro de las gotas en el segundo arcoiris nos lo muestra el diagrama de la Fig.6, a la derecha, donde los círculos son las gotas de agua:

  Fig.6. Diagrama con la trayectoria que sigue la luz proviniente del sol dentro de las gotas de agua para que se forme el segundo arcoiris. Taken from http://230nsc1.phy-astr.gsu.edu/hbase/atmos/rbowpri.html

Bueno, todo muy teórico. Ya hemos entendido lo que es en realidad un arcoiris y cómo se forma. Ahora os dejo con una web de gente que usa este efecto con fines comerciales, y venden, entre otros productos, "suncatchers" que son como pedrería transparente tallada y que se ponen en las ventanas, y hace que aparezcan en el suelo ¡arcoiris! En realidad no tiene truco: es como poner un prisma. También venden velitas encerradas en materiales que producen el mismo efecto de separación de la luz blanca en colores. 

                      http://www.rainbowsymphonystore.com/suncatchers.html



Algunos fenómenos naturales como el arcoiris tienen una belleza intrínsica. En principio, esa belleza puede parecer mágica. Nos sorprende. No entendemos. Nos pica el gusanillo. Gracias a la física, a la ciencia en general, y a la curiosidad (-"¡bendita virtud!"; ¿bendita?), algunos de esos fenómenos pueden entenderse, explicarse, reproducirse, y la belleza se multiplica porque implica a la vez estética y conocimiento. 

Bueno, y os dejo con un videito de cómo hacer vuestro propio arcoiris, con un aspersor en frente vuestro y el sol luciendo a vuestra espalda. 
http://www.thenakedscientists.com/HTML/content/kitchenscience/exp/diy-rainbow/

¡Arcoiris para todos! o, en un discurso menos populista: cada uno, su arcoiris.

Fig.7. Arcoiris en crochet. Taken from https://www.etsy.com/market/rainbow_crochet