¡El arco iris! Qué "cosa" tan mágica. Y aunque veas cómo se mueven las gotas de lluvia en una tormenta iluminada por el sol, se mantiene firme. He intentado entenderlo, ¡pero son tantas gotas! Y encima se mueven de forma turbulenta.
¿Qué está pasando? Sé que cada gota envía un cono de "círculo de lluvia" hacia nosotros, y que nuestros ojos son rociados con estos conos. Todos estos conos tienen la misma orientación, independientemente de cómo se muevan las gotas. De alguna manera esta debe ser la clave, pero no veo cómo.
Respuestas
¿Demasiados anuncios?El color depende del ángulo relativo entre usted, la gota y el sol.
Si se siguiera una gota individual, cambiaría de color al caer "a través" del arco iris. Sería genial verlo.
Con más detalle:
Considere una viñeta similar a la de Respuesta de @John Hunter . Hay un espectador a la izquierda mirando a la derecha. Detrás del espectador hay un sol. Para cada punto a la derecha del espectador podemos trazar líneas desde ese punto tanto al espectador como al sol. Por lo tanto, a CADA punto del espacio le corresponde un ángulo.
Podemos preguntarnos "¿cuáles son las superficies de ángulo constante?". Pues bien, imaginemos una línea que pasa por el sol y el espectador. Todos los puntos a lo largo de esta línea tendrán ángulo cero. Los ángulos mayores serán conos coaxiales con esta línea central. Estas son las superficies de ángulo constante.
Un arco iris funciona porque, para determinados ángulos, la gota reflejará al espectador los distintos componentes espectrales del sol.
Así pues, lo que está fijo en el espacio, dada la posición del observador y del sol, son los conos de ángulo constante. Éstos están presentes tanto si hay agua como si no. El arco iris surge cuando hay gotas de agua ocupando los conos correspondientes.
Cuando una gota cae, pasa por los diferentes conos, lo que significa que el componente del sol que refleja cambia en el tiempo a medida que pasa por los conos de ángulos diferentes.
Esta foto fue publicada en esta respuesta, Arco iris y nubes podría ser útil de nuevo ahora
Las gotas están en continuo movimiento, pero las dos que se muestran serán rápidamente sustituidas por otras en las mismas posiciones...
(aunque la imagen se ha utilizado regularmente en Stack exchange: Copyright 1999 Rebecca McDowell rebeccapaton.net/rainbows/formatn.htm )
El color aparente de cada partícula depende de la posición, pero sólo de la "posición 2D a la vista", es decir, de la posición angular respecto al observador. (Por lo tanto, no importa lo caótico que sea su movimiento: esté donde esté cada partícula, tendrá el color "correcto" para encajar en el arco iris.