Arcobaleno

Un arcobaleno è una fotometeor - un fenomeno ottico che si verifica nel cielo - visibile nella direzione opposta al Sole quando brilla durante la pioggia . È un arco di cerchio colorato con un gradiente continuo di colore dal rosso , all'esterno, al giallo, al verde e al blu , al viola all'interno.

Un arcobaleno è costituito da due archi principali: l'arco primario e l'arco secondario. L'arco primario è dovuto ai raggi che si sono riflessi internamente nella goccia d'acqua. I raggi che hanno fatto due riflessioni interne nella goccia d'acqua provocano un arco secondario meno intenso all'esterno del primo. I due archi sono separati dalla fascia scura di Alessandro.

Gli archi terziari e quaternari estremamente sottili sono stati fotografati per la prima volta in 2011. A volte è possibile osservare archi soprannumerari, descritti per la prima volta in1723 di Henry Pemberton (1694-1771).

L' arcobaleno è un fenomeno simile all'arcobaleno, ma generato sulla terra dalla pioggia o dalla rugiada .

Descrizione

Condizioni di osservazione

Un arcobaleno può essere osservato quando le gocce d'acqua cadono o sono sospese nell'aria e una potente fonte di luce (di solito il sole) brilla dietro l'osservatore. Gli arcobaleni più spettacolari si verificano quando la metà del cielo opposta al sole è oscurata dalle nuvole ma l'osservatore si trova in un luogo in cui il cielo è limpido, poiché i colori risaltano maggiormente in contrasto con le nuvole del cielo scuro. Questo effetto si vede spesso anche vicino alle cascate, nella nebbia con una fonte di luce dietro di te. Questo fenomeno ottico rivela, in un continuo passaggio, tutte le tinte monocromatiche , mescolate alla luce proveniente dal suo sfondo.

Un arcobaleno non ha esistenza materiale. È un effetto ottico la cui posizione apparente dipende da quelle dell'osservatore e del sole. Il centro dell'arcobaleno è nella direzione esattamente opposta al sole rispetto allo spettatore. Tutte le gocce di pioggia riflettono la luce solare allo stesso modo, ma l'osservatore vede solo i raggi che escono da una piccola parte di queste gocce di pioggia. Interpretiamo la luce che proviene da queste gocce di pioggia come l'immagine di un arco nel cielo.

Principio ottico

La dispersione (derivante dalla rifrazione ) associata alla riflessione delle varie radiazioni luminose, che compongono la luce bianca del Sole, da parte delle gocce d'acqua, sospese nell'atmosfera, producono arcobaleni.


La dispersione della luce solare da parte di gocce di pioggia approssimativamente sferiche provoca l'arcobaleno. La luce viene prima rifratta mentre penetra nella superficie della goccia, poi subisce una parziale riflessione sul retro di questa goccia e, infine, viene nuovamente rifratta all'uscita. Di conseguenza, l'effetto complessivo è che, indipendentemente dalle dimensioni della goccia, la luce in ingresso viene principalmente rifratta all'indietro con un angolo compreso tra 40° e 42°, il che spiega la forma circolare di questo fotometeore . Il valore preciso dell'angolo di rifrazione dipende dalla lunghezza d' onda dei componenti della luce, che determina il colore. Entrando in un mezzo più rifrangente, l'angolo di rifrazione della luce blu è inferiore a quello della luce rossa (un prisma evidenzia questo fenomeno). Dopo la riflessione sull'interfaccia acqua-aria, la luce blu emerge da una goccia sopra la luce rossa (vedi figura a lato). Quando l'osservatore è fermo, vede la luce proveniente da diverse gocce d'acqua ad angoli diversi rispetto alla luce solare. Il rosso appare più alto nel cielo rispetto al blu.

Posizione e dimensione

Un arcobaleno è sempre dalla parte opposta del sole: il sole, l'osservatore e il centro del cerchio di cui l'arcobaleno fa parte sono sulla stessa linea .

Un arcobaleno appartiene sempre ad un cerchio dello stesso diametro apparente  : un cerchio il cui raggio appare con un angolo di circa 40-42° attorno a questa linea sole-osservatore-centro dell'arco. L' orizzonte di solito nasconde gran parte di un arcobaleno e la dimensione dell'arco visibile varia: più il sole è vicino all'orizzonte, più grande sarà l'arco. Un osservatore ad alta quota vedrà un arcobaleno più grande di un osservatore al livello del mare (soprattutto perché vedrà più cielo, e quasi nessuno a causa del cambiamento di allineamento con il sole, che è minimo). Da un piano possiamo vedere l'intero cerchio dell'arcobaleno con l'ombra del piano (che dà la direzione opposta al Sole) al centro.

I racconti affermano che c'è un tesoro ai piedi dell'arcobaleno. Essendo l'arco un fenomeno ottico la cui posizione dipende da quella dell'osservatore, è impossibile raggiungere i piedi dell'arcobaleno e tornare indietro dicendo che non c'è tesoro.

La dimensione dell'arcobaleno dipende dalla distanza tra l'osservatore e l'area della pioggia e dall'altezza del sole in relazione a questo allineamento. Quando l'arcobaleno diventa troppo grande, forma un cerchio i cui piedi si perdono dietro l'orizzonte. Quando l'allineamento è ottimale, l'arcobaleno è abbastanza piccolo da poterne vedere i piedi, come nel diagramma di René Descartes .

Poiché il limite delle zone piovose è spesso nebbioso, è possibile, variando l'angolo, avvicinarsi a un piede dell'arcobaleno a causa della variazione degli angoli di rifrazione. A volte sembra che tu possa raggiungere un piede dall'arcobaleno, anche se ovviamente non sarà mai possibile.

Colori

L'arcobaleno contiene una transizione continua di colori . Ci sono tanti colori quanti l'occhio può distinguere, al massimo 150. I colori corrispondenti alle luci monocromatiche sono più o meno sbiaditi. I colori corrispondenti a una miscela di rossi e blu, famiglia di viola e viola mescolati con il bianco, non sono nell'arcobaleno, né vi sono i campi cromatici corrispondenti a luminosità medie. o deboli, come i beige, i marroni e altri.

Nel campo della comunicazione grafica , l'arcobaleno viene spesso presentato come giustapposizione di bande colorate in un arco di cerchio. Il pattern rimane identificabile anche con pochi colori o se sono invertiti, purché il loro ordine sia quello del fenomeno naturale. Il numero di colori varia da 3 a 9 a seconda della cultura. Aristotele distingue tre colori, Plutarco ne cita quattro . Oggi in Occidente le rappresentazioni hanno spesso da cinque a sette colori; i sette enunciati da Newton conservano una certa influenza culturale.

L'ordine dei colori dell'arcobaleno è invariabilmente utilizzato per la progettazione di una ruota dei colori  ; completiamo il ciclo con i colori composti tra il rosso e il blu. Ma i cerchi cromatici riguardano l'attività di pittori e grafici, che lavorano con i pigmenti , le cui regole di composizione ( sintesi sottrattiva ) sono molto diverse da quelle delle luci ( sintesi additiva ).

Formazione alternativa

In rari casi, di notte in una giornata limpida con la luna piena si può vedere un arcobaleno. In questo caso, è la Luna che funge da fonte di luce (il fenomeno è quindi chiamato arcobaleno lunare ). In pratica, la luce dell'arco così prodotta è debole e potrebbe non eccitare sufficientemente le cellule della retina responsabili della percezione del colore (i coni ). L'arco appare quindi con un bagliore grigiastro senza colore apparente. Tuttavia, i colori possono apparire in una foto.

Il fenomeno è visibile anche su depositi come rugiada con rugiada arcobaleno e nebbia con arco bianco . Può anche essere creato artificialmente in una giornata di sole girando le spalle al sole e poi disperdendo delle gocce d'acqua nell'aria davanti a te (durante un'irrigazione per esempio) l'arco è quindi tanto più visibile in quanto lo sfondo è scuro.

Alcuni aloni atmosferici, come l' arco circumorizzontale (soprannominato "arcobaleno di fuoco"), sono colorati, ma non sono arcobaleni.

Archi secondari e archi soprannumerari

A volte si può vedere un secondo arcobaleno meno luminoso sopra l'arco primario. È causato da un doppio riflesso della luce solare all'interno delle gocce di pioggia e appare con un angolo di 50-53 ° nella direzione opposta al sole. A causa della riflessione extra, i colori di questo secondo arco sono invertiti rispetto all'arco primario, con il blu all'esterno e il rosso all'interno, e l'arco è meno brillante. Questo è il motivo per cui è più difficile da osservare.

Nella direzione del Sole, si possono osservare anche due archi invertiti l'uno rispetto all'altro, talvolta indicati come "arco terziario e arco quaternario", a circa 45 gradi dalla stella, ma ciò è particolarmente difficile. . Le rare osservazioni di questi due archi menzionano pezzi di archi visibili a intermittenza. Nel 2011 è stata scattata la prima fotografia dell'“Arco terziario”, poi nello stesso anno la prima fotografia dell'“Arco quaternario”. Questi due archi corrispondono ai raggi luminosi che hanno subito tre e quattro riflessi nelle gocce d'acqua. In pratica, le configurazioni favorevoli alla loro osservazione sono molto meno numerose di quelle favorevoli all'osservazione dell'arco secondario, in particolare a causa della loro vicinanza al Sole.

In direzione opposta al Sole, in prossimità dell'arco secondario, può essere presente un altro arcobaleno, talvolta indicato come “arco di quinto ordine”, invertito rispetto a questo, quindi identico all'arco primario. È però molto meno luminoso e osservabile solo in condizioni eccezionali. In pratica, non è molto facile distinguerli dagli archi soprannumerari associati all'arco secondario (vedi sotto). Corrisponde ai raggi luminosi che hanno subito cinque riflessi nelle gocce d'acqua.

Un altro effetto meno difficile da osservare è quello dei cosiddetti archi soprannumerari, che si traducono nel fatto che il primo arco si presenta infatti come una serie di archi di raggio, spessore e intensità decrescenti contigui tra loro. Visivamente, osserviamo una copia del primo arco che si trova appena al suo interno: accanto alla banda viola del primo arco, osserviamo la banda verde, quindi la banda viola della sua copia, nonché a volte una seconda copia (vedi foto a lato) . Questo fenomeno deriva dall'interferenza subita dalla luce durante le sue successive riflessioni nelle gocce d'acqua. Non possono essere spiegati dalla sola ottica geometrica , da qui il loro nome. A differenza di altri archi, questi archi soprannumerari dipendono da altri fattori, come la dispersione del diametro delle gocce d'acqua.

Il 13 agosto 2012, uno scienziato del laboratorio Disney Research che studia all'Università di San Diego annuncia di aver scoperto la genesi degli arcobaleni siamesi, arcobaleni che iniziano nello stesso punto ma terminano in luoghi diversi. Sarebbero dovute a precipitazioni diverse che si verificano contemporaneamente.

La banda oscura di Alexander

La banda oscura di Alessandro è la regione del cielo tra l'arco primario e l'arco secondario di un arcobaleno. Consiste in una fascia circolare, leggermente più scura rispetto al resto del cielo. È dovuto al fatto che pochi raggi di luce vengono rifratti in questa direzione.

Il suo eponimo è il filosofo peripatetico greco Alessandro di Afrodise ( c.  150 - c.  215 ) che sembra essere il primo ad aver descritto il fenomeno.

Dettagli di rifrazioni / diffrazioni

Archi primari e secondari

Quando l'incidenza di un raggio elementare sulla goccia d'acqua varia, la sua deviazione:

Zone di diffrazione

Sintesi del fenomeno

Questa immagine presenta tutte le zone con i loro angoli caratteristici che governano il fenomeno:

Storia della scoperta della sua formazione

Plinio il Vecchio lo descrive così:

“Chiamiamo arcobaleno un fenomeno che, per la sua frequenza, non è né una meraviglia né una meraviglia; perché non annuncia, in modo sicuro, nemmeno la pioggia o il bel tempo. È evidente che il raggio solare entrato in una nuvola concava viene spinto indietro verso il sole e rifratto, e che la varietà dei colori è dovuta alla mescolanza di nuvola, aria e fuoco. Questo fenomeno si vede solo di fronte al sole. Non ha mai altra forma che quella di un semicerchio. Non si fa mai vedere di notte, anche se Aristotele riferisce che è stato visto a volte. Tuttavia, lo stesso Aristotele ammette che ciò può avvenire solo il trentesimo giorno della Luna. Gli arcobaleni compaiono in inverno, soprattutto durante i giorni calanti, dopo l' equinozio d' autunno. Dopo l'equinozio di primavera, quando i giorni crescono, non c'è arcobaleno; né c'è vicino al solstizio , durante i giorni più lunghi; ma sono frequenti verso il solstizio d'inverno, cioè durante i giorni più brevi. Sono alti quando il sole è basso, bassi quando il sole è alto, meno all'alba o al tramonto, ma avendo ampiezza; stretto a mezzogiorno, ma abbracciando uno spazio più ampio. In estate non se ne vedono a mezzogiorno; dopo l'equinozio d'autunno, li vediamo in qualsiasi momento, e mai più di due alla volta. "

Il ruolo della rifrazione della luce sulle gocce d'acqua è di nuovo sospettato all'inizio del XIV °  secolo da studiosi persiani Qutb al-Din al-Shirazi e Kamal al-Din al-Farisi , e l'Europa da Dietrich von Freiberg .

René Descartes riscoprì il principio della legge di rifrazione nel 1637 . Newton calcoli precisi nella seconda metà del XVII °  secolo .

Mitologie e simbolismo

Numero di colori

La transizione tra i colori è continua. Il numero di colori che le culture vi distinguono dipende dai campi cromatici a loro disposizione nel linguaggio e dal valore simbolico che danno a certi numeri.

I Dogon vi riconoscono quattro colori: nero, rosso, giallo, verde, la traccia lasciata dal mitico ariete celeste che feconda il sole e urina le piogge .

Le culture indoeuropee spesso concedono uno status elevato al numero 7 . Abbiamo così i sette giorni della creazione del mondo, della settimana, le sette note musicali, i sette mari ,  ecc. . Aristotele distingue sette colori dal nero al bianco, seguito da Roberto Grossatesta , all'inizio del XIII °  secolo , che non specifica a cui pensa. Isaac Newton ha cercato di riconoscere sette colori puri nella luce bianca scomposta dal prisma, come l'arcobaleno. Per raggiungere questo obiettivo include l'indaco tra il blu e il viola. Questa tonalità che non corrisponde a un campo cromatico, gli sarà rimproverata. Lo storico del colore Michel Pastoureau ci ricorda che, nei testi come nelle immagini dall'antichità al Medioevo, gli arcobaleni hanno tre, quattro o cinque colori, ma mai sette .

Questi sette colori sono presenti nell'esoterismo islamico (immagine delle qualità divine dell'universo), e in India e Mesopotamia rappresentavano i sette livelli dei cieli .

Ponte o sentiero

L'arcobaleno, forse per la sua bellezza e per la difficoltà di spiegarlo, sembra affascinare l'uomo da molto tempo.

Molti miti in tutto il mondo presentano l'arcobaleno come un ponte o un percorso. Può essere preso in prestito da dei, sciamani , maghi o eroi leggendari, per circolare tra la terra e un altro mondo o tra due punti lontani della terra. Tra i Pigmei d'Africa , in Indonesia , in Melanesia , tra certi amerindi si sentono leggende di questa natura. Il primo giapponese lo chiama "  ponte galleggiante nel cielo  ". Nella mitologia greca , il messaggero Iris creò questo percorso tra l'Olimpo e la terra di cui troviamo traccia nel termine spagnolo “  arco iris  ”). Nella mitologia norrena , chiamato Bifröst (o ponte di brina, sentiero tremante), è il “  ponte  ” che permette di raggiungere Ásgard , il regno degli dei custodito dal dio Heimdall .

In Asia, secondo i testi , L'arco di Shiva assomiglia all'arcobaleno , in Cambogia è l'arco di Indra (Indra produce fulmini e dispensa pioggia). Evoca anche l' illuminazione del Buddha , che scende dal cielo da questa scala con 7 colori, le cui rampe sono due serpenti ( nâga ) . I nastri indossati dagli sciamani Buryat , che simboleggiano l'ascesa dello spirito dello sciamano al cielo, sono chiamati arcobaleno.

In Tibet non è un ponte ma le anime dei sovrani che raggiungono il cielo .

Gli indiani Pueblo chiamarono arcobaleno la scala che dà accesso ai loro templi sotterranei, questa volta evocando il legame tra il dominio ctonio e la terra .

Serpente

Molti miti associano anche l'arcobaleno a un mitico serpente (o gruppo di serpenti).

La mitologia cinese lo presenta come una fessura nel cielo sigillata dalla Dea Nuwa che utilizzava quindi pietre di sette colori diversi. Almeno cinque caratteri cinesi designano l'arcobaleno. Tutti contengono il radicale "  hoei  ", che come carattere significa serpente .

I Pigmei designano il fenomeno come un pericoloso serpente del cielo o un doppio serpente saldato .

Per i Negritos Semang l'arcobaleno è un pitone che brilla di tutti i colori quando va in cielo per fare il bagno, ma l'acqua del suo bagno che versa sotto la pioggia sulla terra è molto pericolosa per l'uomo. Per gli Andaman Negritos , è il tam-tam (perché è spesso associato al tuono?) dello Spirito della Foresta , presagio di morte o malattia.

Gli antichi peruviani Non guardavano l'arcobaleno e si coprivano la bocca con una mano, perché è anche la corona di piume di Illapa (dio crudele e intrattabile del tuono e della pioggia). Per gli Incas, l'arcobaleno era un mitico serpente celeste. Raccolto dagli uomini sotto forma di verme, diventava gigantesco a forza di mangiare, motivo per cui doveva essere ucciso perché richiedeva di essere nutrito con cuori umani. I colori vivaci di alcuni uccelli derivano dal fatto che i loro antenati erano intrisi del sangue di questo serpente gigante.

Presagio

Nel simbolismo occidentale , l'arcobaleno (perché annuncia il bel tempo dopo la pioggia?) è spesso associato alla gioia e all'allegria o al rinnovamento .

Alcune tradizioni associano l'arcobaleno a un pericolo dal cielo .

Certi popoli dell'Asia centrale e del Caucaso attribuirono il potere di succhiare l'acqua dai fiumi e dai laghi, fino a portare bambini o uomini dalla terra al cielo o tra le nuvole .

Può preannunciare difficoltà politiche (“  Quando uno stato è in pericolo di perire, l'aspetto del cielo cambia… Appare un arcobaleno  ”; Huainan Zi ) .

Il fenomeno annuncia malattia o morte tra i montanari del sud del Vietnam .

Simbolo

Per gli antichi irlandesi , il nascondiglio segreto dell'oro del leprecauno era il punto in cui riposa la fine dell'arcobaleno. Lo spettatore si vede sempre lontano dalle sue estremità: l'arco si muove con lui, e l'oro del Leprechaun rimane inaccessibile .

Nelle religioni bibliche, l'arcobaleno è il segno dell'alleanza di Dio con gli uomini dopo il diluvio ( Gn 9,8-19 ). È uno dei simboli dei figli di Noè .

Un arcobaleno appare nel cielo al momento della nascita di Fou-hi , e tra i Chibcha in Colombia . Protegge le donne in gravidanza.

Nella mitologia Kabyle ( berbera ), l'arcobaleno è chiamato Thislith n Wanzar (la moglie del dio Anzar  : il dio della pioggia), evocato dai Kabyles in tempi di siccità, un gruppo che girava per il villaggio con una bambola in mano e annunciando "  Anzar Anzar, Ayagellid swiṭ arazar  " ( "Anzar Anzar, Oh Dio, innaffia la terra fino alle radici profonde" ).

Bandiere color arcobaleno

La bandiera con i colori dell'arcobaleno è oggi associata a varie nozioni:

Terminologia

Il sostantivo maschile "arc-en-ciel" è composto da arc, en e ciel. L' ex nazionale francese arco del cielo è attestata dal XII °  secolo  : secondo il Tesoro del computer lingua francese , la sua prima occorrenza è in Le Jeu d'Adam . L' ortografia <  arcobaleno  > si trova in Roman de la Rose .

Il plurale di arc-en-ciel è "arcs-en-ciel".

Nel linguaggio poetico, l'arcobaleno è talvolta chiamato "arco celeste", "arco dei cieli", "arco luminoso", "arco di sette colori" o anche "arco di Iride" con riferimento alla dea. Iride greca , messaggera di gli dei e la personificazione dell'arcobaleno.

Note e riferimenti

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Vedi anche

Bibliografia

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Altro

Articoli Correlati

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