Perché i colori bianco e nero non sono presenti in un arcobaleno?

Perché un arcobaleno separa la luce, che in origine è una combinazione di molte lunghezze d'onda, nelle loro singole lunghezze d'onda. Quello che si vede sono tutti i colori spettrali, cioè i colori che possono essere rappresentati da una singola lunghezza d'onda. E questi non includono il nero o il bianco. Il nero non è affatto luce, e il bianco è una combinazione di almeno due (e di solito un sacco) di lunghezze d'onda diverse.

Non vedrete nemmeno il magenta in un arcobaleno, poiché, pur essendo una tonalità pura, non c'è una singola lunghezza d'onda che sarà vista come magenta. (devi mescolare la luce da ogni estremità dello spettro per ottenere il magenta)

Nota che quando vedi un arcobaleno, è imperfettamente separato a causa del raggio non nullo del sole, e appare stratificato su qualsiasi cosa sia dietro di esso, quindi sembrano piuttosto "pastello". Ma supponiamo che tu stia parlando di un caso più puro, come una piccola scheggia di luce solare attraverso un prisma. Il nero è dove non c'è luce, e il bianco è prima che venga diviso. (per quanto bella sia la foto, nella realtà le transizioni tra i colori appariranno più morbide e non sembreranno così "conteggiabili")

Dovrebbe anche essere notato che i tuoi occhi non sono sensibili all'esatta lunghezza d'onda della luce, hanno semplicemente 3 tipi di cellule coniche, ognuna delle quali ha sensibilità ad una certa gamma di lunghezze d'onda. Questo è il motivo per cui lo spettro è lineare, mentre le tonalità sono cicliche (da cui la "ruota dei colori"). Se vedi il verde puro e spettrale, mescolato con il rosso puro e spettrale, può sembrare identico alla luce gialla pura e spettrale. E la luce bianca di solito include tutte le lunghezze d'onda visibili, ma è possibile che qualcosa appaia bianco, ma che abbia solo due lunghezze d'onda. (in quel caso, si potrebbe usare un prisma come quello sopra per capire cosa sta succedendo ... non farebbe l'"arcobaleno completo" come nella foto)

Foto da qui: Prisma e spettro di David Parker