Todos conocemos a ese bello semicírculo que aparece en el cielo cuando llueve o ha llovido y sale el sol: El arcoiris es un fenómeno óptico y meteorológico que ha intrigado a la humanidad desde siempre: aparece en leyendas, la Biblia, el cine y en videojuegos, e incluso tiene su propia fecha conmemorativa: el 3 de abril, conocido como el "Día Mundial del Arcoíris". Pero ¿cómo se forma exactamente y qué factores son necesarios para su aparición?

El arcoiris, por definición, es la aparición en la atmósfera terrestre de un arco multicolor, el cual a veces puede ser doble. Esto ocurre por la descomposición de la luz solar cuando ésta atraviesa gotas de agua, debido al fenómeno de refracción y reflexión, es decir, cuando la luz del sol entra por una gota de agua, cambia de dirección debido a la diferencia de velocidad entre el aire y el agua (la luz viaja a distintas velocidades por distintos medios).

Como consecuencia, la luz refractada dentro de la gota golpea la superficie interna y se refleja hacia la parte frontal de la gota. Luego es refractada una segunda vez al salir de la gota, separándose en sus colores componentes (rojo, naranja, amarillo, verde, azul, índigo, violeta) debido a que cada color viaja a una longitud de onda diferente. Es decir que cada gota de lluvia actúa como un pequeño prisma, y la combinación de todas estas gotas en la atmósfera dispersando la luz es lo que crea el arcoíris que vemos desde la superficie.

A veces, podemos observar un arco secundario que rodea al primario, cuya intensidad es más tenue y con el orden de los colores invertido. Ahora, ¿por qué toma la forma de un arco? Esto es debido a que la luz que emerge de las gotas de lluvia tras una reflexión interna presenta una desviación específica con respecto a la trayectoria recta que recorre la luz, causada por el ingreso de ésta en la gota de agua. Como consecuencia, sólo ciertas gotas de la luz solar generarán el arco al ser vistas desde la ubicación del observador: Aquellas gotas son las que forman el borde del arcoiris.

Es estacable el hecho de que cada rayo de luz del sol cambia su dirección tres veces mientras a través de su paso por la gota de lluvia: Primero entra en la gota, con una ligera refracción. Luego se mueve hacia el extremo opuesto de la gota, y se refleja en la cara interna de ella, para volver a refractarse cuando sale de la gota de lluvia en forma de luz dispersa. La descomposición en colores es posible porque cada longitud de onda se refracta con un ángulo diferente, generando cada color del arcoíris que observamos.

Desde el suelo, el arcoiris se ve como un semicírculo porque el horizonte bloquea la otra mitad del círculo, pero en realidad el fenómeno completo es un círculo. Esto puede verse desde un avión o desde un punto muy elevado con vista despejada, como una montaña: En estos casos, el arcoíris se mostrará como un círculo. Otro detalle es que, en el borde interno del arco, los colores se superponen debido a las propiedades de la refracción, produciendo un resplandor de luz blanquecina que hace que la parte interior sea más brillante que la exterior del arcoiris.

Además, ¿por qué sólo se forma un arcoiris en determinadas ocasiones? Bueno, esto es debido a los factores que son necesarios para que ocurra el fenómeno. Primero, el Sol debe encontrarse a una altura específica para que el arcoiris, que aparecerá en el lado opuesto del cielo, esté en el ángulo correcto. Esto sólo ocurre en horas de la mañana o la tarde, nunca cerca del mediodía. Luego, necesitamos que hayan gotas de agua suspendidas en la atmósfera en el lado opuesto al Sol (el hecho de que esté lloviendo no es suficiente). Todo esto hace que el arcoiris sea un fenómeno aún mas interesante de observar, ya que el hecho de que se manifieste indica que hay una serie específica de factores que se han conjugado.

Para concluir, los arcoiris mas llamativos están asociados al Sol, pero ¿sabías que también pueden ocurrir con la luz de la Luna? Si bien son mas difíciles de ver, cuando nuestro satélite está en la posición correcta, también podemos tener un arcoiris Lunar. Así que, ¡a observar el cielo de día y noche!