Come si forma un arcobaleno doppio?

Avete mai alzato gli occhi al cielo dopo un acquazzone, magari con il sole che fa capolino timido tra le nuvole, e vi siete trovati di fronte a uno spettacolo così mozzafiato da farvi dire: “Ma che diavolo è successo?” E poi, puff, eccolo lì, il classico arcobaleno, quel sorriso colorato dipinto sull’azzurro. Ma se siete stati un po’ più fortunati (o semplicemente più attenti), potreste aver notato qualcosa di ancora più magico: un arcobaleno doppio! Sette colori per il primo, certo, ma poi un secondo, più sbiadito, sopra il primo. Sembra un errore di stampa del cielo, vero? Tranquilli, non è un miraggio da troppo sole bevuto al bar. Oggi sveliamo il mistero, in perfetto stile Zio Pachino, tra risate e un pizzico di sana fisica. Perché capire come si forma questo fenomeno è come scoprire un trucco segreto della natura, e fidatevi, ne vale la pena!

Il primo, quello che tutti conosciamo

Partiamo dalle basi, anche se qui non c’è niente di “base” nel senso di banale, eh! L’arcobaleno primario, quello che tutti riconoscono e amano, è un vero e proprio spettacolo di luce che gioca a nascondino con le gocce d’acqua sospese nell’atmosfera. Immaginate milioni di minuscole palline di vetro, le gocce appunto, che fanno da prisma naturale. Quando la luce del sole, che è bianca e contiene tutti i colori dell’arcobaleno mescolati insieme, colpisce una di queste gocce, succede qualcosa di meraviglioso. La luce entra nella goccia e, vedete, invece di passare dritta come un treno, subisce una deviazione. Questo fenomeno si chiama rifrazione. Ma non finisce qui, perché ogni colore che compone la luce bianca ha una sua “velocità” particolare all’interno della goccia, e quindi viene deviato leggermente di più o di meno rispetto agli altri.

Pensatela così: immaginate una squadra di corridori che entrano in una piscina. Alcuni scivolano un po’ di più sull’acqua, altri un po’ di meno. La luce fa una cosa simile dentro la goccia. Il risultato? La luce bianca si scompone nei suoi colori costitutivi: rosso, arancione, giallo, verde, blu, indaco e violetto. Ma c’è un altro passaggio! Dopo essere entrata e essersi scomposta, la luce colpisce la parete posteriore interna della goccia e viene riflessa, come uno specchio. Infine, uscendo dalla goccia, subisce un’altra rifrazione. Questo doppio gioco di rifrazioni e riflessioni è ciò che ci permette di vedere i bellissimi colori dell’arcobaleno, disposti in un ordine ben preciso.

Capito come funziona il “primo tempo”? La luce solare entra, si scompone, rimbalza e ci regala lo spettacolo. Ma dove si nasconde il secondo arcobaleno?

Il secondo incomodo: un riflesso interno in più

Ed eccoci al dunque, al vero protagonista della nostra chiacchierata: l’arcobaleno doppio. Se il primo arcobaleno è il risultato di una riflessione interna nella goccia, il secondo arcobaleno è figlio di due riflessioni interne! Sì, avete capito bene. La luce solare entra nella goccia, subisce la prima rifrazione, poi colpisce la parete posteriore e viene riflessa (prima riflessione). Ma invece di uscire, questa luce riflessa colpisce nuovamente un’altra parte interna della goccia e viene riflessa una seconda volta, prima di uscire definitivamente dall’altra parte.

Questo “viaggio” in più all’interno della goccia cambia un paio di cose fondamentali. Primo, l’intensità della luce. Due riflessioni interne fanno sì che molta più luce venga dispersa o assorbita. Ecco perché il secondo arcobaleno appare sempre più debole e sbiadito rispetto al primo. È come se fosse un’eco dell’arcobaleno principale, un po’ più stanca ma altrettanto affascinante. Secondo, e qui sta il bello, l’ordine dei colori si inverte!

L’ordine dei colori: tutto al contrario!

Nel primo arcobaleno, come abbiamo detto, partiamo dal rosso all’esterno (quello con l’angolo di deviazione maggiore) e arriviamo al violetto all’interno (quello con l’angolo minore). Nel secondo arcobaleno, quello formato dalle due riflessioni interne, l’ordine si ribalta. Il violetto si troverà nella parte esterna dell’arco, mentre il rosso sarà nella parte interna. È un po’ come guardare le cose da una prospettiva diversa, un vero e proprio “mondo alla rovescia” dei colori celesti.

Quindi, la prossima volta che vedrete un doppio arcobaleno, potrete puntare il dito e dire: “Guarda, quello sbiadito sopra, ha i colori al contrario! È quello con le due riflessioni!”. Sarà un po’ come avere il superpotere di decifrare i segreti dell’atmosfera, e diciamocelo, non è una cosa da tutti i giorni.

Dove si forma questo spettacolo?

Perché, diciamocelo, non è che vediamo doppi arcobaleni tutti i giorni, vero? Ci sono delle condizioni un po’ particolari, ma niente di esoterico. La prima cosa fondamentale è la presenza di gocce d’acqua nell’aria. Quindi, ovviamente, dopo un temporale, una cascata, o anche solo con un po’ di pioggerellina fine fine, quando il sole decide di fare capolino. Ma attenzione, non basta! Il sole deve trovarsi nella posizione giusta rispetto a voi. In genere, l’arcobaleno si forma nella direzione opposta al sole. Se il sole è basso sull’orizzonte, vedrete un arcobaleno più grande e più basso. Se è alto, l’arcobaleno sarà più piccolo e più in alto.

Per il doppio arcobaleno, le condizioni sono le stesse, ma l’angolo di osservazione e l’intensità della luce solare devono essere “perfetti” per permettere a quelle due riflessioni interne di manifestarsi in modo visibile. Quindi, occhio sempre al cielo quando il tempo è ballerino, potreste essere tra i fortunati testimoni di questo fenomeno.

L’angolo magico: perché li vediamo così?

Tutto questo discorso sui colori e sulle riflessioni porta a un risultato finale: l’angolo. Sia il primo che il secondo arcobaleno si formano grazie a degli angoli specifici tra la sorgente di luce (il sole), la goccia d’acqua e l’occhio dell’osservatore. Per l’arcobaleno primario, l’angolo è di circa 42 gradi. Per il secondario, è un po’ più ampio, intorno ai 51 gradi. Questo è il motivo per cui il secondo arcobaleno appare sempre sopra il primo.

Immaginate di tracciare delle linee immaginarie dal sole, attraverso le gocce d’acqua, fino ai vostri occhi. I colori dell’arcobaleno primario si formeranno in un cono con un vertice nell’occhio dell’osservatore e un’apertura di circa 42 gradi. Il secondo arcobaleno, con le sue due riflessioni, formerà un cono leggermente più grande, di circa 51 gradi, posizionandosi quindi “più in alto” nel cielo. È tutta una questione di geometria luminosa, affascinante e, diciamocelo, anche un po’ matematica, ma vista attraverso gli occhi e i colori!

Domande frequenti

Perché il secondo arcobaleno è più debole?

Semplicissimo, caro mio! Ogni volta che la luce rimbalza all’interno delle gocce d’acqua, una parte di essa si perde. Il primo arcobaleno si forma con una sola riflessione, quindi meno luce viene persa. Il secondo arcobaleno, con ben due riflessioni interne, lascia uscire molta meno luce, rendendolo inevitabilmente più sbiadito e meno intenso rispetto al suo fratello maggiore.

È possibile vedere un arcobaleno senza pioggia?

Tecnicamente, sì! L’arcobaleno è il risultato dell’interazione tra luce e gocce d’acqua in sospensione nell’atmosfera. Quindi, una cascata, una fontana, o persino l’irroratore del prato possono creare condizioni simili alla pioggia. L’importante è che ci siano goccioline d’acqua e una fonte di luce solare ben posizionata per far avvenire la rifrazione e la riflessione.

Qual è l’angolo di osservazione ideale per vedere un arcobaleno doppio?

Per vedere sia l’arcobaleno primario che quello secondario, devi trovarti in una posizione in cui il sole è alle tue spalle e l’angolo tra la linea sole-osservatore e la linea osservatore-goccia d’acqua sia di circa 42 gradi per il primo e 51 gradi per il secondo. La chiave è che il sole non sia troppo alto nel cielo e ci siano abbastanza gocce per creare entrambe le “riflessioni” visibili.

I colori dell’arcobaleno doppio sono sempre gli stessi?

Assolutamente sì! L’ordine dei colori dell’arcobaleno primario va sempre dal rosso all’esterno al violetto all’interno. Nel secondo arcobaleno, formato da due riflessioni interne, l’ordine si inverte: il violetto si trova all’esterno e il rosso all’interno. Questo è dovuto alla diversa traiettoria che la luce compie all’interno delle gocce.