Perchè l'arcobaleno non è dritto ?

Ragazzi, vi siete mai chiesti perché l’arcobaleno è rotondo, cioè un arco, invece che dritto ?

Le finestre del mio appartamento si affacciano su una grande pineta, e molte volte mi sono soffermato ad ammirare il bellissimo quanto misterioso arco colorato che sovrasta il panorama e le case in lontananza, un fenomeno che si manifesta quando torna il sereno, dopo una pioggia o una tempesta episodica.

Su Wikipedia questo fenomeno viene spiegato molto bene e viene definito come “fenomeno ottico”.

In sostanza, dipende da come la luce solare attraversa le infinite goccioline di pioggia sospese nell’aria, un attraversamento che vede una fase iniziale di rifrazione all’interno di ogni singola goccia, quindi la riflessione sulla superficie interna della goccia e poi un’altra rifrazione in senso opposto verso di noi.

Durante le fasi di rifrazione la luce viene scomposta in bande separate che corrispondono a colori distinti, in quanto ogni frequenza luminosa ha un diverso angolo di rifrazione, dovuto alla diversa lunghezza d’onda di ogni colore. Nello specifico, più è corta la lunghezza d’onda, come nel blu e nel violetto, minore è l’angolo di rifrazione, per cui il violetto ed il rosso, che sono agli antipodi per quanto riguarda la lunghezza d'onda, sono agli antipodi anche nell’arcobaleno dello spettro visibile.

Di seguito l'immagine di una goccia d'acqua che genera l'arcobaleno, tratta da Wikipedia

Si tratta quindi di un fenomeno ottico, come il riflesso del sole sul finestrino di un’automobile.

Non è un fenomeno “oggettivo”, ma “soggettivo”, nel senso che dipende dall’osservatore, esattamente come il riflesso del Sole sul finestrino di un’automobile.
Solamente io vedo quel riflesso del Sole su quel determinato finestrino, perché un altro osservatore invece quel finestrino lo vede in ombra, ed il riflesso lo vedrà su un altro vetro, di questo me ne accorgo spostandomi.

Allo stesso modo, non posso circoscrivere un arcobaleno o passare sotto il suo arco, esattamente come non posso circoscrivere il riflesso del Sole sul finestrino, perché man mano che mi avvicino quel riflesso si sposta e svanisce, trattandosi di un’illusione ottica.

Detto questo, fatico ancora a capire perché l’arcobaleno ha la forma di un arco, invece di essere una fascia dritta. Tenterò quindi una dimostrazione “per assurdo”, come gli antichi greci, evidenziando il fatto che un arcobaleno dritto sarebbe assurdo.

DIMOSTRAZIONE

Se la qualità e l’intensità della luce emessa dall’arcobaleno dipendono dall’osservatore, perché non sono oggettive, allora dipendono anche dalla distanza che le gocce d’acqua hanno da questo osservatore, perché è proprio la sua posizione rispetto ad esse a determinare quella particolare qualità ed intensità di luce che percepisce.

Ora, il luogo delle gocce che hanno la stessa distanza da un osservatore è proprio un cerchio, cioè una figura ad arco, e non una linea dritta. Se per assurdo l’arcobaleno fosse dritto, vorrebbe dire che le gocce che si trovano agli estremi, cioè ad una distanza quasi infinita, emetterebbero una luce della stessa qualità ed intensità delle gocce che si trovano davanti, e questo sarebbe geometricamente assurdo, pertanto la forma dell’arcobaleno deve essere necessariamente circolare.

Da questa mia dimostrazione deriva un corollario, cioè che l’arcobaleno probabilmente non è un arco piatto perpendicolare al terreno, come sembra a vedersi, ma una serie di cerchi concentrici inclinati, di cui l’osservatore costituisce il centro, come nella figura sottostante.

Ci sembra piatto e perpendicolare solamente perché è un luogo delle gocce che emettono luce della stessa qualità ed intensità rispetto a noi, per cui non possiamo distinguerne la prospettiva, ma così non sarebbe, anche se questa verifica è impossibile, perché non possiamo avvicinarci ad un’illusione ottica.