Gli arcobaleni sono un fenomeno meteorologico sorprendente e bello causato dalla rifrazione della luce. Affinché gli arcobaleni si formino, il sole deve essere vicino all’orizzonte e deve esserci una forte nebbia, nebbia o pioggia di fronte al sole. Un osservatore in piedi tra il sole e l’arcobaleno vedrebbe un arco di colori a 180 gradi che attraversa lo spettro visibile dal rosso al viola. In alcuni casi, se le condizioni sono giuste, si formeranno doppi arcobaleni, con un arcobaleno pallido in colori invertiti sopra l’arcobaleno primario, e in altri casi, è stato osservato un arcobaleno completamente circolare, di solito dall’interno di un aereo che sorvola la Terra.
Sebbene arcobaleni siano stati osservati, scritti e rappresentati nell’arte per secoli, la loro causa non è stata compresa fino a quando la fisica non ha iniziato a esplorare le proprietà della luce. In sostanza, la causa di un arcobaleno è il riflesso della luce solare attraverso singole gocce d’acqua. La luce entra nell’acqua e si riflette dal lato opposto della goccia d’acqua, rimbalzando indietro attraverso il punto di entrata. Poiché l’angolo o la rifrazione della luce cambia mentre rimbalza indietro, filtra la luce in diversi colori, che si dispongono con il rosso nella parte superiore e il viola nella parte inferiore perché il rosso è la lunghezza d’onda più lunga e il viola è il più corto.
Quando si formano doppi arcobaleni, la luce si rifrange due volte, facendo specchiare un arcobaleno più debole sopra quello primario. Potenzialmente, potrebbe formarsi anche un arcobaleno triplo, sebbene sia straordinariamente raro. Non appena l’acqua si dissipa abbastanza o il sole si sposta, l’arcobaleno scompare, perché le condizioni non sono più ottimali per la rifrazione della luce attraverso le gocce. È anche possibile che si formi un arco lunare, anche se poiché gli umani hanno difficoltà a distinguere il colore al buio, di solito appare in tonalità di bianco e grigio.
Le persone in cerca di arcobaleni dovrebbero uscire quando il sole è vicino all’orizzonte e c’è stata una forte pioggia o c’è una tempesta attiva. Se l’osservatore gira le spalle al sole e guarda nella direzione immediatamente opposta al sole, può vedere gli arcobaleni se le condizioni sono giuste, con l’apice dell’arco situato direttamente di fronte al sole. In alcuni casi, le condizioni di luce sono giuste perché gli arcobaleni si formino in prossimità di un osservatore: altrimenti, l’arcobaleno continuerà a sembrare come se si stesse allontanando dall’inseguitore fino a quando non scompare del tutto, perché l’osservatore lo ha effettivamente attraversato .