L’arcobaleno è la versione naturale dell’esperimento del prisma. Ogni gocciolina d’acqua sospesa in un nubifragio funziona da piccolo prisma sferico. La luce solare compie tre passaggi: entra nella goccia (prima rifrazione, con dispersione); viene riflessa internamente sulla parete opposta (la condizione non è di riflessione totale, ma di riflessione parziale); esce dalla goccia (seconda rifrazione, con ulteriore dispersione).
L’angolo di uscita dipende dalla lunghezza d’onda: per il rosso, per il violetto. L’osservatore vede così il rosso all’esterno dell’arco e il violetto all’interno.
In ogni goccia la luce si rifrange entrando, si riflette sulla parete interna e si rifrange di nuovo uscendo: la dispersione a ogni rifrazione separa i colori.
Arcobaleno secondario
A volte sopra l’arco principale ne compare un secondo, più largo e sbiadito, con i colori invertiti (violetto fuori, rosso dentro). È prodotto da due riflessioni interne nella goccia: la sequenza rifrazione-riflessione-riflessione-rifrazione. Ogni riflessione parziale fa perdere intensità, quindi il secondario è più debole.
Goethe contro Newton
Goethe passò trent’anni della sua vita a tentare di smontare l’Optica di Newton (1810: Zur Farbenlehre). Sosteneva che il bianco è una qualità percettiva primaria, non una sovrapposizione fisica di colori. Aveva torto sul piano fisico, ma intuiva qualcosa di profondo: la percezione del colore non coincide con la fisica della radiazione, ed è una storia di sistemi neuro-cerebrali. La fisica e la psicologia della visione, in fondo, sono due capitoli diversi, e Newton aveva ragione solo nel primo.
Collegamenti
Argomenti: Ottica Concetti: Dispersione cromatica · Rifrazione e legge di Snell
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