Ejercicio 1
Saberes previos: ¿Cómo explicarías la formación de los diferentes colores cuando ves un arcoíris?
- El Sol emite luz blanca, que es la mezcla de todas las longitudes de onda del espectro visible (del rojo al violeta).
- Cuando esta luz entra en una gota de agua (prisma natural), sufre refracción al pasar del aire al agua: cambia de medio y se desvía según la ley de Snell, n_1 \sin\theta_1 = n_2 \sin\theta_2.
- Cada longitud de onda tiene un índice de refracción distinto: el índice n del agua es mayor para la luz violeta (longitud de onda corta, mayor desviación) que para la luz roja (longitud de onda larga, menor desviación). Esto se debe a la dispersión de la luz.
- Dentro de la gota ocurre una reflexión interna total o parcial en la superficie posterior.
- Al salir de la gota hay una segunda refracción que aumenta la separación angular de los colores.
- Cada observador ve un arco de colores distinto porque la posición geométrica relativa del Sol, la gota y el ojo determina qué ángulo recibe su retina.
- El orden de los colores es fijo porque la desviación es mayor para longitudes de onda menores: \text{rojo } (\approx 700\,\text{nm}) \; \to \; \text{naranja } (\approx 620\,\text{nm}) \; \to \; \text{amarillo } (\approx 570\,\text{nm}) \; \to \; \text{verde } (\approx 520\,\text{nm}) \; \to \; \text{azul } (\approx 470\,\text{nm}) \; \to \; \text{índigo } (\approx 440\,\text{nm}) \; \to \; \text{violeta } (\approx 400\,\text{nm}).
Respuesta orientativa: El arcoíris se forma porque la luz blanca del Sol se descompone por dispersión al refractarse y reflejarse internamente en millones de gotas de lluvia: cada color se desvía distinto según su longitud de onda, y el ojo de cada observador percibe el conjunto de colores en un arco de ángulo fijo (aproximadamente 42^\circ respecto al anti-sol para el rojo).
