Cosa determina il raggio di curvatura di un arcobaleno?

Presumo che tu intenda il raggio di curvatura apparente - o più precisamente, l'angolo che l'arcobaleno sottende rispetto alla direzione della luce del sole che illumina il campo di nebbia o gocce. Cioè, "l'arcobaleno" non è un oggetto che stai guardando, ma piuttosto l'immagine che è formata dalla luce che ti arriva da direzioni specifiche.

Quell'arco è lo stesso dalla tua prospettiva sia che sia dovuto a uno scroscio di pioggia a pochi chilometri di distanza o alla nebbia delle onde che si infrangono a una distanza molto breve o a qualche distanza intermedia. L'arco è di circa 41-42° rispetto alla direzione in cui state guardando quando guardate direttamente lontano dal Sole. E questa gamma di angoli dipende dall'indice di rifrazione delle gocce - le gocce d'acqua sarebbero diverse dalle perle di vetro o dalle gocce d'olio.

Cosa causa quel raggio di curvatura - o separazione angolare dalla direzione della luce solare? Le goccioline sono quasi sferiche, e la luce del sole che entra in una gocciolina sferica si rifrange a seconda dell'indice di rifrazione dell'acqua, poi riflette sulla superficie posteriore, poi si rifrange di nuovo quando lascia ogni gocciolina. L'angolo in cui la maggior parte della luce viene riflessa verso la fonte (il Sole) è a circa 41-42° - quindi è quello che vedresti più fortemente. La ragione per cui c'è la separazione dei colori è che la rifrazione che avviene su ogni superficie dipende molto leggermente dalla lunghezza d'onda, che causa la dispersione in uno spettro di colori.

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