Reflexión y refracción: ángulo límite

Animación flash descargada de la página: http://www.upscale.utoronto.ca/GeneralInterest/Harrison/Flash/
que proporciona bajo licencia creative commons animaciones de física en formato flash.
Con esta animación podemos estudiar la reflexión y la refracción de la luz al pasar del aire al vidrio. Haciendo click en "next scene" el rayo incidente está en el vidrio y modificando el ángulo de incidencia podemos observar el ángulo límite, que es aquel para el que se produce la reflexión total.

Arco iris

Hoy ha llovido en Torrejón y, a ratos, ha salido el sol. Aparentemente, es todo lo que necesitamos para poder observar un arco iris como el de esta tarde.

¿Por qué se forma el arco iris?

El índice de refracción de una sustancia disminuye ligeramente al aumentar la longitud de onda.

La luz visible o luz blanca está formada por la suma de radiaciones de diferente longitud de onda (los siete colores). Cuando un haz de luz blanca incide formando un cierto ángulo con la superficie de un prisma de vidrio, por ejemplo, el ángulo de refracción cambia ligeramente dependiendo de la longitud de onda y la luz blanca se dispersa en cada una de las radiaciones componentes:

El arco iris es un fenómeno óptico debido a la dispersión de la luz blanca por la refracción en las gotas de agua. Fue explicado por Descartes en el año 1637.

El ángulo máximo entre el rayo incidente y el refractado es de unos 40º para el violeta y 42 º para el rojo.

Para observar el arco iris nos tenemos que colocar de espaldas al Sol y mirar las gotas de agua con un ángulo de 42º respecto a la línea que las une con el Sol como podemos ver en la ilustración:

El hecho de ver un arco es debido a que el horizonte corta la imagen, desde un avión, por ejemplo, podríamos ver una circunferencia.

En ocasiones, si hay una segunda reflexión en el interior de la gota, podemos ver por encima del primer arco iris un arco iris secundario más tenue que el primero y con los colores invertidos.

Una explicación más detallada y unas imágenes estupendas las podéis encontrar en http://historias-de-la-ciencia.bloc.cat/post/1052/24526 un blog que he descubierto hoy y que me parece francamente interesante.