Arcobaleno e dispersione

Testo

Un arcobaleno mostra i colori dal violetto (interno) al rosso (esterno). Perché il violetto si trova all’interno e non all’esterno?

Soluzione

Dispersione cromatica. L’indice di rifrazione dell’acqua dipende dalla lunghezza d’onda: è maggiore per il violetto (lunghezza d’onda corta) e minore per il rosso. Poiché $n$ maggiore significa maggiore deviazione, il violetto viene rifratto più del rosso attraversando la goccia.

Geometria della goccia. In ogni goccia la luce entra, si riflette internamente e riesce. Per la maggiore deviazione, il violetto emerge a un angolo minore (circa $40^\circ$) rispetto al rosso (circa $42^\circ$) misurato dalla direzione della luce solare.

Posizione nell’arco. L’osservatore, con il Sole alle spalle, vede ogni colore provenire dalle gocce che lo inviano al giusto angolo. Il rosso, ad angolo maggiore, arriva da gocce più in alto → arco esterno; il violetto, ad angolo minore, da gocce più in basso → arco interno.

$\ev{\text{Il violetto ha } n \text{ maggiore } \to \text{più deviato } \to \text{angolo di uscita minore } \to \text{arco interno.}}$

Collegamenti

Argomenti: Ottica Concetti: Dispersione cromatica Competenze: Analisi di casi limite e fantafisica