Arcobaleno e altri fenomeni ottici

Articolo N. 161

In questo articolo parleremo di alcuni fenomeni ottici resi possibili soltanto dalla presenza riflessiva di un duomo sopra di noi che funge da specchio. Sono fenomeni dovuti al passaggio della radiazione luminosa attraverso le goccioline d’acqua o i piccolissimi cristalli di ghiaccio presenti in certi momenti e in certe condizioni nell’atmosfera. Essi danno luogo a magnifiche esplosioni di luce e di colore. Questo accade perché la luce  si scompone nei suoi diversi colori dando luogo a spettacoli mozzafiato.

L’alone 22° e lo spettro di Brocken

Tra gli aloni meglio conosciuti c’é l’alone di 22° chiamato parelio (che dal greco significa “vicino al sole”) che appare come un ampio anello intorno al sole o alla luna esattamente con un raggio di circa 22°. In pratica l’acqua ghiaccia in atmosfera e la luce attraversa i cristalli esagonali dando luogo a particolari riverberi luminosi . Un altro sorprendente fenomeno che può manifestarsi su una montagna avvolta nella foschia e nella nebbia è lo spettro di Brocken che si presenta come una enorme ombra gigantesca che appare sulle nuvole di fronte al sole con una brillante aureola di gloria.

Il passaggio della luce attraverso differenti densità

Perché appaiono fenomeni di questo genere? Essi sono dovuti alla rifrazione e alla riflessione della luce. Quando c’è un prisma di vetro tra la sorgente di luce e l’osservatore, il raggio luminoso, passando attraverso il vetro, rallenta la sua corsa. Questo rallentamento causa lo sparpagliamento della luce nei suoi diversi colori. L’angolo e la lunghezza d’onda  con cui la luce entra in una sostanza e la densità di quella sostanza sono fattori che ci permetteranno di capire di quanto quella luce verrà riflessa. Quando la luce si muove da una materia meno densa ad una più densa la luce viene rifratta. Questo avviene perché la luce viaggia più lentamente in un mezzo più denso. Un esempio di rifrazione è la suddivisione della luce nei suoi diversi colori quando passa attraverso un prisma di vetro.

I colori che escono da un prisma di vetro.

Quando la luce esce da un prisma, si rifrange e si divide nei suoi colori di base. Ogni colore a partire dall’originale raggio di luce ha la sua propria lunghezza d’onda e ogni lunghezza d’onda viene rallentata dal mezzo di vetro in maniera diversa. La riflessione aumenta mentre la lunghezza d’onda diminuisce. Lunghezze d’onda più corte come il viola e blu rallentano maggiormente e quindi subiscono una maggiore inclinazione rispetto all’arancio e al rosso che hanno una lunghezza d’onda più lunga. Così i colori si separano con un diverso angolo quando entrano in un prisma. Questo perchè la luce interagisce con gli elettroni del vetro in modi diversi. Così se non c’è il vetro tra la sorgente di luce e l’osservatore, lo spettro dei colori non è visibile e non compare l’alone tutto intorno.

La dolce curvatura del duomo

Ora la luce del sole e della luna viene divisa nei vari colori ma la luce si divide solo quando viene a crearsi un angolo. L’aria di per sè non può far piegare la luce in un angolo. Solo la curvatura di un vetro posto da qualche parte sulla terra potrebbe generare questo fenomeno. Ora questo vetro c’è ed è dato dalla presenza del duomo vitreo posto sopra la superficie piana della terra.

L’arcobaleno

Non c’è verso di scomporre la luce nei suoi diversi colori a meno che attraversi un mezzo solido e trasparente. Consideriamo l’arcobaleno più attentamente. Quando si innaffia un giardino per mezzo di un irrigatore a spruzzo, con le giuste condizioni di luce e quando il sole appare nella giusta angolazione, diviene visibile, attraverso le goccioline d’acqua, un arcobaleno. Adesso sorge una domanda: perché non posso simulare un arcobaleno all’interno della mia stanza? Certo che posso, ma mi serve uno specchio. Senza uno specchio l’impresa mi resta impossibile. Ma se serve uno specchio all’interno, cosa succede all’esterno? Anche lì deve esserci uno specchio. Sicuramente deve esserci una superficie vitrea riflettente tra il sole, le goccioline d’acqua o i piccoli cristalli di ghiaccio e l’occhio dell’osservatore.

Cosa causa la comparsa dell’arcobaleno?  Si tratta della rifrazione e della dispersione della luce attraverso le goccioline di pioggia. Quando smette di piovere ci sono migliaia e migliaia di goccioline che fluttuano nell’aria. Esse hanno una forma quasi sferica e agiscono come piccoli prismi, scomponendo la luce nei suoi colori essenziali. Quando questo fenomeno arriva ai nostri occhi, noi vediamo l’arcobaleno.

Conclusione

Tutte queste considerazioni confermano la presenza sopra di noi di una cupola trasparente, il duomo. La rifrazione atmosferica non sarebbe tecnicamente possibile senza una distesa solida sopra la terra. Il libro di Giobbe al versetto 37:18 recita: “Puoi tu battere i cieli, solidi come uno specchio di metallo?” e non si tratta soltanto di grande poesia.

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