¿Tiene el arco iris bandas ultravioletas y bandas infrarrojas?

Question

Hemos visto que el arco iris tiene un aspecto tan colorido que sólo podemos ver la luz visible. Pero, ¿tienen también bandas ultravioletas e infrarrojas que no podemos ver? Sé que alguien ya ha hecho la misma pregunta, pero me preocupan las bandas ultravioletas e infrarrojas específicas solamente y no cualquier otra longitud de onda.

Answer 1

La refracción de la luz en las gotas de agua, que da lugar a la formación del arco iris, no se limita al rango visible.

Las pruebas experimentales, convincentes por su sencillez, se muestran en imágenes tomadas por el profesor de Ciencias de la Tierra del University of College London, Dominic Fortes . Comprueba la alineación del arco iris con respecto a los árboles en cada una de las imágenes. La banda UV se encuentra a la izquierda de la banda visible, mientras que la IR se encuentra desplazada hacia la derecha.

Los límites espectrales en un arco iris pueden explicarse de forma más técnica si se observa la dispersión del índice de refracción del vapor de agua, que puede encontrarse, por ejemplo, en refractiveindex.info . La gama de UV, visible e IR cercano se encuentra en la región de la longitud de onda entre 0,2 y 2,85 µm. El cambio del índice de refracción con respecto a la longitud de onda da lugar a diferentes ángulos de refracción y, por tanto, a una separación de los colores, como sabemos por experiencia. Básicamente, este concepto también podría extenderse a otros rangos de longitud de onda. Aunque la resonancia en torno a 2,9 µm conduce a índices de refracción más altos para longitudes de onda más largas. Por tanto, la luz con una longitud de onda de, por ejemplo, 4,3 µm se superpondría a la luz de 0,4 µm (ambas con un índice de refracción de 1,34). Sin embargo, esto también es una verdad a medias. Si se observa la curva de transmitancia (más abajo en la misma página), se puede ver que las longitudes de onda superiores a 1,8 µm son absorbidas por el vapor de agua. Por lo tanto, éste es el extremo de longitud de onda larga realista para el arco iris. Supongo que se podrían encontrar argumentos similares para el extremo de longitud de onda corta, pero no puedo encontrar datos experimentales.

Answer 2

El ingeniero ya la ha contestado completamente, sólo quiero añadir que la pregunta es completamente válida aunque ya se sepa que se produce la separación de la longitud de onda.

La cuestión es que algunos materiales son prácticamente opacos o demasiado transparentes (el índice de refracción es igual al del aire y no se produce ninguna separación) en el infrarrojo y el ultravioleta, mientras que son transparentes en el rango visible. El agua es un material con una amplia gama de longitudes de onda permitidas, pero, por ejemplo, el vidrio no lo es. Si se lanzara una gran cantidad de perlas de vidrio desde un avión, se produciría un maravilloso arco iris, pero no se podría detectar un arco iris ultravioleta porque el vidrio es opaco en estas longitudes de onda.

Answer 3

¿Es posible que el arco iris tenga bandas ultravioletas e infrarrojas y que nosotros no seamos capaces de ver?

Sí, véase la respuesta del ingeniero. En cuanto a si podemos verlos, eche un vistazo a afaquia : "Las personas afáquicas son capaces de ver longitudes de onda ultravioleta (400-300 nm) que normalmente son excluidas por el cristalino. Perciben esta luz como azul blanquecino o violeta blanquecino". También hay que tener en cuenta que el espectro visible no es exacta. Algunas personas pueden ver un poco más en el infrarrojo o el ultravioleta que otras. No es mucho, pero la percepción de todo el mundo no es la misma. Por cierto, cuando miro un arco iris, especialmente desde el lado del ojo, me parece que puedo ver un tinte amarillento bajo el violeta. Puede que no tenga nada que ver con el ultravioleta, pero es interesante. Tal vez eso merezca una nueva pregunta. De todos modos, se puede ver algo parecido en esta foto:

Imagen CCL © copyright Rod Trevaskus, ver geografía.org.uk

Answer 4

Hay tres factores que hay que tener en cuenta en todas las longitudes de onda: (1) la capacidad de la gota de agua para refractar y dispersar la luz entrante, (2) la capacidad del ojo para percibir la longitud de onda y (3) la capacidad del aire para transmitirla.

La gama visible que "vemos" en un arco iris con nuestros ojos satisface las tres cosas. El ultravioleta, dependiendo de lo corta que sea la longitud de onda, sólo satisface la refracción de las gotas y la capacidad de transmisión del aire: puede estar ahí, pero no lo percibimos con los ojos.