¿Por qué el arcoíris tiene forma de arco?
Un arcoíris no es un objeto en el espacio, sino la sección de un cono de 42° centrado en el observador. Por eso es un arco, se mueve contigo y tu vecino ve un arcoíris distinto.
Has visto un arcoíris después de la lluvia. Siempre tiene forma de arco.
Pero, ¿por qué siempre un arco? ¿No podría ser una línea recta? ¿O un círculo completo?
¿Y dónde está exactamente el arcoíris? ¿Podemos alcanzarlo si caminamos hacia él?
La respuesta común: "el arcoíris tiene forma de arco porque la luz solar se descompone como en un prisma" — o "las gotas de lluvia están dispuestas en arco". Suena plausible. Pero no es la esencia real.
En realidad, un arcoíris no está en ninguna parte del espacio. Un arcoíris = la sección de un cono de 42° centrado en el observador.
Cuando la luz solar entra en una gota de agua: refracción (al entrar) → reflexión (en el fondo de la gota) → refracción (al salir). Cada longitud de onda (color) se desvía ligeramente distinto → dispersión. Rojo vuelve al observador a unos 42°. Violeta vuelve a unos 40°. Todos los colores del arcoíris aparecen entre estos ángulos.
¿Pero por qué un arco? El centro del cono está directamente opuesto al sol desde el observador (punto anti-solar). Todas las gotas sobre el cono de 42° alrededor de este centro envían luz arcoíris al observador. Cuando este cono es cortado por el horizonte → un arco (semicírculo). Desde un avión o dentro de la neblina de una cascada, no hay horizonte → arcoíris círculo completo.
→ El arcoíris no es un objeto en el espacio — es un fenómeno óptico definido por el observador. El arcoíris que ve tu vecino es en realidad un arcoíris diferente (su cono de 42° está posicionado distinto). Por eso no puedes alcanzar un arcoíris — se mueve contigo.
El diagrama recorre la relación sol–gota–observador por etapas. ① La luz solar entra en la gota y se separa en siete colores mediante refracción→reflexión→refracción. ② El rojo vuelve al observador a unos 42° (la marca roja 42°). ③ Se revela un cono de 42° centrado en el punto anti-solar. ④ El horizonte corta ese cono en un arcoíris con forma de arco. Arrastra el observador (↔) a izquierda y derecha y el arcoíris se mueve contigo — por eso nunca llegas a su final — y pulsa "Vista Avión" para quitar el horizonte y ver un círculo completo.
Avanza con los botones (1·2·3·4). Arrastra el observador (↔) y el arcoíris lo sigue; "Vista Avión" muestra el círculo completo.
[Arcoíris desde un avión] Desde un avión, los arcoíris aparecen como círculos completos, porque ningún horizonte corta el cono. Igual dentro de la neblina de una cascada.
[Leyenda del oro al final del arcoíris] Dice la leyenda que hay oro al final del arcoíris. Pero los arcoíris no tienen posición — se mueven contigo. Nunca podrás llegar al final de un arcoíris.
[Arcoíris dobles] A veces se ve un segundo arcoíris más tenue sobre el primero, de luz que se reflejó dos veces dentro de las gotas (ángulo 51°). Está fuera del primario, y sus colores están invertidos (rojo en el interior).
[Mismo lugar, distinta persona = distinto arcoíris] El arcoíris que ve tu amigo a tu lado es literalmente otro arcoíris — cada observador tiene su propio cono de 42°. Dos personas nunca pueden fotografiar exactamente el mismo arcoíris.