O arco da vella
O venres, día 18 de xaneiro, saquei esta foto dun fabuloso arco da vella. Foi ás 17:57 horas do serán cando o vin dende o coche. Ía cara o Ceao mercar penso para as pitas e parei xusto a carón do radar que hai na avenida Infanta Elena. Cando pasei fronte a el entráronme ganas de sacar fotos. Xa había tempo que non vía un arco completo tan bonito e luminoso.
O arco da vella é un fenómeno atmosférico sorprendente. Cando o Sol está no amencer ou no solpor os seus raios penetran de xeito moi singular nas gotas de chuvia que, por outra banda, deben ser perfectamente esféricas e suficientemente gordas (non se produce ningún arco na néboa aínda que si se poden formar halos e glorias). A luz que entra de fronte na gota sae polo outro lado e dispérsase sen orde. Pero cando os raios solares inciden de esguello nas pinguiñas, de súpeto concéntranse en dous feixes situados na dirección oposta á de entrada. Como este fenómeno se dá en cada gota, ao final xúntanse os reflexos de todas e aparece con intensidade a imaxe dun colorido arco.
Hai que pulsar sobre a imaxe para ampliala.
Estas dúas bandas cromáticas tan fermosas débense ás distintas velocidades de propagación das cores dentro da gota. A cor roxa viaxa un pouco máis rápida ca violeta (só un 0,75%: 225.000 km/s a roxa e 223.000 km/s a violeta). Esta diferenza tan sutil fai que os raios se retorzan dentro da gota e se acomoden de dous xeitos diferentes:
A primeira ventá (por onde entran os raios do Sol na gota), está comprendida entre os 55º e 70º de ángulo incidente superior respecto do seu diámetro. Esta luz consegue refractarse na superficie, logo reflíctese na beira oposta e, por último volve a refractarse para saír, agora cun ángulo que rolda os 41º ± 1º respecto dos raios incidentes. E velaquí temos formado o arco máis luminoso. A cor vermella está por fóra porque se desvía so un pouquichiño menos ca violeta durante o percorrido polo interior da gota.
A segunda xanela de entrada está situada na parte inferior, na rexión que vai dos 65º aos 80º de inclinación entre os raios incidentes e o diámetro da gota. Tamén se refractan ao pasar do aire para a auga. Despois reflíctense dúas veces e volven saír con outra refracción. O arco secundario sae inclinado 52 ± 1,5º respecto dos raios solares. Como a luz pegou un rebote máis que no caso anterior, por unha banda a intensidade deste arco é menor e, por outra, vemos como aparecen as súas cores invertidas: agora a cor vermella aparece na parte interior do arco e a violeta na parte exterior.
Outras curiosidades:
Entre os dous arcos hai unha zona escura coñecida como banda de Alexandre (en honor ao filósofo grego Alexandre de Afrodisia).
Por dentro do arco principal pódense ver múltiples bandas finas de cores que se estreitan (arcos supernumerarios). Tamén se nota unha ampla zona luminosa de luz branca debida á concentración lumínica dos raios que entran na gota case co ángulo axeitado.
Cando o Sol supera os 41º de altura sobre o horizonte o arco da vella principal non se ve.
O arco principal ten 2º de anchura e o secundario 3º.Nunca aparecen máis de dous arcos porque se perde luz en cada rebote interno. Hai moitas imaxes en Internet onde se ven tres ou máis arcos... Ollo, non poden ser auténticas.
Nunca veremos un arco da vella feito con luz artificial. Alguén podería pensar que se forman irisacións por diante das luces do coche... pero isto é imposible (os raios non inciden en paralelo sobre as gotas e non se produce o efecto acumulativo necesario para xerar a curva de cores).
A luz do arco da vella está polarizada perpendicularmente.
As gotas esmagadas polo aire durante a caída non contribúen a formar arco. Teñen que ser ben redondas, sen deformidades. As típicas gotas de pinga aguzada por detrás son pura fantasía.
Poderemos ver un arco completamente circular se viaxamos nun avión mentres chove e fai sol.
Se chovese alcol o arco principal sairía a 38º e o secundario a 59º. E se chovese aceite os arcos sairían a 26º e 80º respectivamente.
Foi Aristóteles o primeiro en estudar o arco da vella. En 1266 Roger Bacon mediu os 42º de apertura do arco principal. O que primeiro atinou coa explicación matemática foi Descartes. Newton, Young, Poincaré, Rayleigh, Airy e outros perfeccionaron a explicación do fenómeno. No século XX, Kenneth W. Ford e Jonh A. Wheeler incluso propuxeron unha teoría cuántica para explicar o arco da vella feito con partículas subatómicas e nucleares.
Aquí deixo un enlace a unha aplicación matemática que permite observar como se xera o arco da vella. Trátase dun programiña interactivo no que se pode argallar variando algúns parámetros dos que depende. Pulsando sobre a imaxe inferior tamén se accede á devandita aplicación.
