Come si forma l’ arcobaleno? Vi sarete sicuramente chiesti quali sono le cause della formazione di quell’arco costituito da sette differenti colori.
Il fenomeno fisico alla base dell’arcobaleno è la diffrazione della luce: la luce proveniente dal sole, anche definita come luce bianca, ovvero una radiazione luminosa contenente tutte le lunghezze d’onda possibili. Con la diffrazione, le radiazioni elettromagnetiche della luce bianca vengono separate nei vari colori. Le sette bande visibili durante il fenomeno sono quindi le lunghezze d’onda diffratte che il nostro occhio è in grado di percepire e vanno da una frequenza di circa 400 nm (blu-violetto) fino ai 700 nm (rosso-arancio). Al di sopra dei 700 nm si parla di frequenze infrarosse, al di sotto dei 400 nm si parla di frequenze ultraviolette.

Il fenomeno della diffrazione può essere osservato se sono presenti delle gocce d’acqua presenti nell’aria e la luce solare proviene da dietro l’osservatore. La luce, all’interno di una sola goccia d’acqua, viene riflessa più volte prima di uscire dalla goccia.
È bene specificare che l’arcobaleno è solo un fenomeno ottico, e dipende esclusivamente dalla posizione dell’osservatore e del sole.
In alcuni casi particolari è possibile osservare addirittura un doppio arcobaleno, uno spettacolo davvero mozzafiato. Tale fenomeno è dovuto ad una doppia riflessione della luce solare all’interno delle gocce d’acqua sospese. Il nuovo arcobaleno avrà colori invertiti e più scuri, proprio come conseguenza della doppia riflessione della luce solare.
Nella formazione dell’arco celeste nulla è lasciato a caso, ed infatti esso si forma con un angolo preciso di 43°, poiché con tale angolo si ha la massima intensità dei raggi solari riflessi. Il secondo arcobaleno ha un angolo compreso tra 50° e 53°.
La porzione di cielo compresa tra i due arcobaleni viene definita banda di Alessandro, in onore di Alessandro di Afrodisia che osservò per primo questo fenomeno.

Un altro fenomeno peculiare che è possibile osservare insieme ad un arcobaleno sono i cosìddetti arcobaleni supernumerosi. Questo fenomeno è dovuto alle interferenze dei raggi solari rifratti dalle gocce d’acqua. Due onde elettromagnetiche generano un’interferenza costruttiva se sono in fase, mentre generano un’interferenza distruttiva se non sono in fase. In altre parole negli arcobaleni supernumerosi saranno presenti alcune bande molto luminose (interferenza costruttiva) ed altre poco luminose (interferenza distruttiva).
A causa della sua peculiarità, l’arco celeste non è stato esente da essere protagonista di miti e leggende, ma probabilmente i più noti e famosi in sono il ponte del Bifrost e la pentola d’oro alla fine dell’arcobaleno.

Nel primo caso, appartenente alla mitologia norrena, il ponte del Bifrost rappresenta un collegamento tra i regni di Asgard e Midgard (vale a dire il regno degli dei e il mondo degli uomini). Il Bifrost è appunto rappresentato nella mitologia da un arcobaleno.
Il secondo caso invece appartiene alla mitologia irlandese e parla del nascondiglio segreto di un leprecauno, posto al termine dell’arcobaleno. Secondo la leggenda, in tale nascondiglio è presente una pentola piena d’oro.
Fonte
- Fisica 2. Elettromagnetismo-ottica, C. Mencuccini, V.Silvestrini