{"id":1835,"date":"-0001-11-30T00:00:00","date_gmt":"-0001-11-29T23:10:04","guid":{"rendered":""},"modified":"-0001-11-30T00:00:00","modified_gmt":"-0001-11-29T22:00:00","slug":"1835","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/www.vialattea.net\/content\/1835\/","title":{"rendered":"Sappiamo che l’arcobaleno \u00e8 dovuto alla dispersione della luce solare prodotta da gocce \r\nd’acqua in sospensione nell’atmosfera dopo un temporale; ma per vedere uno spettro occorre uno schermo: cosa funge da schermo in questo caso? E poi, perch\u00e9 ha una forma a semicerchio?"},"content":{"rendered":"

Premessa<\/i><\/font><\/h2>\n\n

L’arcobaleno \u00e8 un arco luminoso in cui si pu\u00f2
\n osservare la scomposizione della luce visibile nel suo
\n spettro corrispondente ai colori convenzionali (violetto,
\n indaco, azzurro, verde, giallo, arancione e rosso). Esso
\n pu\u00f2 essere osservato in direzione opposta a quella del
\n Sole quando nell’aria sono presenti minuscole goccioline
\n d’acqua tenute in sospensione da correnti ascensionali, o
\n cadenti dalle nubi, o in prossimit\u00e0 di cascate,
\n ecc..\u00a0 <\/p>\n

\n <\/div>\n

Risposta<\/i><\/font><\/h2>\n\n

L’arcobaleno si forma dalla riflessione totale e dalla
\n diffusione della luce. Una gocciolina d’acqua si comporta
\n conteporaneamente come un prisma dispersivo e un prisma a
\n riflessione totale. Il fenomeno viene sommariamente
\n studiato applicando la legge di Snell.\u00a0<\/i>
\n Indichiamo con i<\/i>1<\/sub> l’angolo d’incidenza
\n con i’<\/i>1<\/sub> l’angolo di rifrazione, la
\n deviazione con \u00df<\/i> che rappresenta l’angolo formato
\n dal raggio incidente e da quello emergente; quindi
\n otteniamo\u00a0 \u00df<\/i><\/b>=2(2<\/b>i’<\/i><\/b>1<\/b><\/sub>–<\/b>i<\/i><\/b>1<\/b><\/sub>)<\/b>
\n Dalla legge di Snell abbiamo che:\u00a0 n = sin <\/b>i<\/i><\/b>1<\/b><\/sub>
\n \/ sin <\/b>i’<\/i><\/b>1<\/b><\/sub> e pertanto
\n la deviazione dipende dall’angolo d’incidenza. La
\n funzione che esprime questa dipendenza \u00df<\/i> = f (i<\/i>1<\/sub>)
\n ha un massimo \u00df<\/i>max<\/sub> in corrispondenza
\n di un valore di i<\/i>.\u00a0 <\/p>\n

\u00a0 \"\" <\/p>\n

Vediamo come si comporta un raggio luminoso all’interno della goccia
\n d’acqua.\u00a0 <\/p>\n

Nota bene:<\/b> in una goccia sferica in realt\u00e0
\n non si verifica mai il fenomeno della riflessione totale perch\u00e9
\n l’angolo i’<\/i>1<\/sub> \u00e8 sempre maggiore dell’angolo limite,
\n dunque solo una frazione della radiazione viene riflessa, la maggior parte
\n viene trasmessa.
\n La riflessione totale pu\u00f2 avvenire solo in gocce dalla forma allungata,
\n quando l’angolo i’<\/i>1<\/sub> \u00e8 minore dell’angolo limite.<\/font><\/p>\n

\u00a0 <\/p>\n\n\n\n\n
\"\"<\/td>\nPrimo modo<\/b> di rifrazione e riflessione
\n della luce in una goccia d’acqua; il raggio di
\n luce subisce una rifrazione nell’attraversare la
\n superficie della goccia d’acqua e incide sulla
\n seconda superficie con un angolo maggiore
\n dell’angolo limite, quindi si riflette
\n totalmente, per poi uscire dalla stessa parte da
\n cui \u00e8 entrato. In questo modo si ottiene
\n l’arcobaleno primario; l’apertura del cono che va
\n dall’occhio dell’osservatore all’arcobaleno \u00e8 di
\n circa 42\u00b0.<\/font><\/td>\n<\/tr>\n
\"\"<\/td>\nSecondo modo<\/b> di rifrazione e
\n riflessione della luce in una goccia d’acqua, in
\n questo modo si ottiene l’arcobaleno secondario in
\n cui la serie dei colori risulta invertita;
\n l’apertura del cono che va dall’occhio
\n dell’osservatore all’arcobaleno \u00e8 di circa 52\u00b0,
\n per cui risulta essere spostato rispetto a quello
\n primario.<\/font><\/td>\n<\/tr>\n<\/tbody>\n<\/table>\n

\u00a0
\n Perch\u00e8 ha una forma a semicerchio?\u00a0 <\/p>\n

I raggi provenienti dal Sole incidono sulla goccia d’acqua come un fascio
\n di raggi paralleli, ma vi incidono con angoli differenti in quanto la
\n superficie \u00e8 sferica, da cui anche la deviazione \u00e8 differente. Ed esiste
\n un raggio con incidenza i0<\/sub> che emerge praticamente parallelo
\n dalla goccia, quindi le varie componenti vengono meno deviate rispetto
\n ad altri raggi con altri angoli di incidenza, per cui l’intensit\u00e0 di questo
\n fascio arriver\u00e0 all’osservatore molto meno attenuato rispetto agli altri.
\n I raggi che producono un effetto luminoso sono dunque quelli che formano
\n un angolo \u00df<\/i>max<\/sub> con la direzione del Sole. Le gocce corrispondenti
\n si trovano sulla superficie di un cono con asse disposto nella direzione
\n Sole-osservatore con semi apertura angolare uguale a \u00df<\/i>max<\/sub>.
\n L’osservatore vedr\u00e0 una semicirconferenza in quanto generalmente, si trova
\n pi\u00f9 in basso rispetto al Sole altrimenti pu\u00f2 essere visto come un cerchio
\n completo da un aereo o da una montagna elevata. L’apertura del cono di
\n luce che va dall’occhio dell’osservatore all’arcobaleno \u00e8 di 42 gradi.\u00a0\n <\/p>\n

Concludendo<\/i><\/font><\/h2>\n\n

In realt\u00e0 per spiegare bene il fenomeno dovremmo
\n utilizzare gran parte delle propriet\u00e0 ondulatorie della
\n luce e anche quelle corpuscolari, qui \u00e8 stata trattata
\n una dimostrazione molto semplificata. Ricordo che talora
\n fosse visibile anche l’arcobaleno secondario (un
\n arcobaleno con luce pi\u00f9 tenue, leggermente spostato da
\n quello pi\u00f9 luminoso e con i colori invertiti); \u00e8
\n formato da luce che riflette totalmente due volte
\n all’interno della goccia.\u00a0 <\/p>\n

\n <\/div>\n

\u00a0Ma per vedere uno spettro occorre uno schermo:
\n cosa funge da schermo in questo caso?\u00a0 <\/p>\n

\n L’arcobaleno \u00e8 un’immagine virtuale, esattamente come
\n quelle prodotte su uno specchio, quindi come tale non
\n necessita di ci\u00f2 che usualmente definiamo come
\n schermo.\u00a0
\n Che cosa funge da specchio nel nostro caso ?\u00a0
\n E’ la parete della gocciolina d’acqua che riflette
\n totalmente il raggio rifratto, o meglio l’insieme delle
\n pareti che riflettono totalmente che si trovano
\n nell’esatta posizione rispetto al Sole e
\n all’osservatore.\u00a0 <\/div>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"

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