Formacion Del Arcoiris 6t3jk

UNIVERSIDAD DON VASCO A.C. COLEGIO DE CIENCIAS Y HUMANIDADES CICLO ESCOLAR 2015-2016-2

NATURALEZA DE LA LUZ. EFECTO COMPTON. EFECTO FOTOELÉCTRICO. LUMINISCENCIA

Elaborado por: Edgar Sinué Villafán Valdez Grupo 6020 Materia: Física IV Prof. Luis Humberto García Cárdenas

Uruapan, Michoacán; a 13 de Mayo de 2016.

A continuación les hablaré sobre la formación del arcoíris, qué es, cómo se produce, y porqué vemos esos colores. Para entender este fenómeno se necesita brindar una pequeña introducción a dos ramas de la Física: Meteorología y Óptica. La primera es la ciencia interdisciplinaria de la física de la atmósfera que se encarga de estudiar el estado del tiempo, el medio atmosférico, los fenómenos producidos y las leyes. La Óptica es una rama de la Física que estudia el comportamiento de la radiación electromagnética, sus características y sus manifestaciones. Abarca muchos fenómenos pero el que más nos interesa es el de la refracción de la luz, ya que ésta es considerada una onda electromagnética. La refracción ocurre cuando la luz de dobla al pasar de una sustancia transparente a otra. Sin ella, no podríamos ver, debido a que es lo que causa el enfoque en nuestra retina y es la base para los lentes y lo más importante que estamos tratando ahora, el arcoíris.

Muchas veces llegamos a preguntarnos, ¿qué color tiene la luz del Sol? Pues bien después de realizar diversos estudios, se descubrió que no era amarilla, ámbar o blanca, sino que no tenía color, pero era denominada “luz blanca”. Ésta se compone de la suma o unión de diferentes colores que son visibles cuando dicha luz atraviesa un medio o elemento transparente, haciendo que éste separe los colores, cada uno con diferente longitud de onda y se puede apreciar lo que es el espectro o el arcoíris. Todo esto gracias al estudio que Isaac Newton realizó con un prisma y demostró que la luz blanca contiene colores a partir del rojo, naranja, amarillo, verde, azul y añil hasta llegar al violeta. Dicho esto, entonces, ¿qué es el arcoíris? El arcoíris es un fenómeno óptico y meteorológico que se produce gracias a la aparición de un espectro de luz en el cielo cuando los rayos del sol atraviesan pequeñas partículas de humedad (gotas de agua) contenidas en la atmósfera terrestre. La luz solar, se descompone en el espectro visible continuo en el cielo.

¿CÓMO SE FORMA EL ARCOIRIS? Ahora bien, exactamente, ¿cómo se forma un arcoíris? La formación del arcoíris ocurre cuando la luz blanca que proviene del Sol atraviesas las partículas de agua que se encuentran en la atmósfera. El agua de la atmósfera o las gotas actúa como un prisma traslúcido, como el que usó Newton, a través del cual se descompone la luz blanca en los siete colores del espectro que se mencionaron anteriormente. La gota capta el rayo de luz y los separa en todos sus colores al mismo tiempo que lo está desviando, es decir, se está produciendo el fenómeno de la refracción tanto al entrar como al salir, lo que hace que el rayo vuelva hacia el cielo, pero con un ángulo de 138° con respecto al ángulo de incidencia. Esto fue descubierto por Descartes a mitades del sigo XVI. Podríamos decir que dentro de la gota ocurren dos refracciones: la primera separa los colores que contiene la luz blanca y la otra incrementa la separación. Esta descomposición de los colores, la podemos apreciar gracias a la diferencia de índice de refracción en las gotas. El índice de refracción es el cociente de la velocidad de la luz en el vacío y la velocidad de la luz en el medio cuyo índice se calcula. Cada gota de agua en la atmósfera posee un diferente índice de refracción para cada uno de los colores de los cuales está conformado la luz blanca. Al desviarse la luz 138° resulta en un mosaico de destellos de luz que está situado en el cielo y la mayoría de las veces se aprecia como un arco, y pocas veces como un halo.

FORMA DEL ARCOIRIS. La mayoría de nosotros la forma que tiene un arcoíris es de arco, porque incluso su nombre nos lo dice, pero estamos muy equivocados. En realidad el fenómeno se manifiesta de esa manera ya que es cortado por el horizonte, lo que lo convertiría en un círculo. El planeta nos limita y por eso, aunque antiguamente era creído, no se puede determinar el inicio y el fin de éste. No hay dos personas que estén vendo exactamente el mismo arcoíris, porque cada una tiene su propio cono de luz.

Mencioné también que se pueden presenciar en forma de halo, es decir el círculo completo, pero sólo bajo ciertas condiciones en las que se logran grandes elevaciones, como en un avión, donde el horizonte se aleja y nuestra visión no es bloqueada. Usualmente se ve en lugares fríos como Antártida, Alaska, Groenlandia, Canadá, Rusia, etc. Este efecto óptico es causado por las partículas de hielo que están en la tropósfera y que refractan la luz generando un espectro de colores alrededor del Sol.

TIPOS Se podría decir que existen dos tipos de arcoíris, y ambos ocurren al mismo tiempo, pero no en la misma magnitud. Son: el primario y el secundario. El primario tiene el color rojo en el borde exterior y el violeta en el interior, esto debido a que las ondas incidentes de luz blanca tienen diferentes longitudes de onda y siguen caminos o trayectorias distintas dando lugar a “conos de luz” con distintas amplitudes. Por ejemplo: en el caso del violeta, tenemos que su cono es de 40.5° y para el rojo se nos presenta el de 42.5°; los valores de los demás colores están comprendidos entre esos ángulos. Pero siempre, en una parte superior de la atmósfera, nos encontramos con un arcoíris menos brillante y con los colores invertidos, al cual se le ha denominado secundario. Es aproximadamente 10° más extenso que el arco primario, pero no es tan intenso, resultado de una reflexión extra de los rayos de luz a través de las gotas de lluvia. Se puede llegar a apreciar mejor siempre que haya nubes más oscuras detrás de éste. *** Se ha comentado que pueden existir hasta 5 arcoíris, pero son demasiado tenues como para que el observador pudiera notarlos***

CONCLUSIÓN Después de haber realizado la presente investigación, puedo decir que el arcoíris es un fenómeno óptico y meteorológico que se da gracias a que el espectro de luz blanca aparece en el cielo cuando los rayos del Sol atraviesan partículas de humedad, que en esta caso podrían ser gotas de agua o hielo, que actúan con un prisma traslúcido, donde éstas descomponen la luz blanca en siete colores, que son los colores que podemos observar en el arcoíris, desde el rojo hasta el violeta, produciendo refracción tanto al entrar como al salir, regresando la luz hacia el cielo pero con diferentes ángulos. Vemos sólo la mitad del arcoíris, es decir, un arco debido a que éste es cortado por el horizonte y nuestro planeta nos limita la visión, pero a cierta altura o en ciertas condiciones, pudiéramos llegar a apreciar el fenómeno conocido como halo que es el arcoíris completo. Además una persona nunca ve el mismo arcoíris, ya que cada quien observa un cono de luz diferente. Cuando se produce un arcoíris, en realidad se produce más de uno solo, es más pueden llegar a estar hasta cinco de éstos. Principalmente se generan dos, el primario y el secundario. El primario se caracteriza por ser el de mayor intensidad y porque el color rojo está en el exterior y el violeta en el interior; en cambio el secundario, es de menor intensidad y los colores están invertidos, además sólo puede apreciarse cuando hay nubes oscuras detrás de éste.

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