Resumen

Cualquier persona habrá contemplado en alguna ocasión un “Arco Iris”. Esta manifestación visual  encuadra dentro de los fenómenos ópticos cromáticos de nuestra atmósfera. Se produce cuando los rayos luminosos de el Sol interaccionan con dicha y los captamos con nuestra vista; Ya que estamos inmersos en una masa de aire (la atmósfera) que contiene diferentes componentes, como moléculas, materias líquidas y sólidas en suspensión. Estos actúan como dispersores, reflectores y refractores de la luz. La luz blanca no tiene color, pero los contiene todos;  En las capas bajas, posee altas concentraciones de vapor de agua, pequeñas gotas y cristales de hielo ocasionando su aparición.

Pregunta de Investigación

Planteamiento del Problema

La falta de conciencia de muchas personas sobre el cuidado y la preservación del medio ambiente y la importancia que tiene para el ser humano.

Antecedentes

La luz es una onda electromagnética y las piezas fundamentales de la materia en su estado más frecuente en la Tierra, son los átomos. Si las partículas existentes en la atmósfera, tienen un tamaño igual o inferior al de la longitud de onda de la luz incidente (átomos aislados o pequeñas moléculas), la onda cede parte de su energía a la corteza atómica que comienza a oscilar, de manera que un primer efecto de la interacción de la luz con las partículas pequeñas del aire es que la radiación incidente se debilita al ceder parte de su energía, lo que le sucede a la luz del Sol cuando atraviesa la atmósfera. Evidentemente esta energía no se queda almacenada en el aire, pues cualquier átomo o partícula pequeña cuya corteza se agita, acaba radiando toda su energía en forma de onda electromagnética al entorno en cualquier dirección. El proceso completo de cesión y remisión de energía por partículas de tamaño atómico se denomina difusión de RAYLEIGH (en honor del físico inglés Lord Rayleigh que fue el primero en darle explicación) siendo la intensidad de la luz difundida inversamente proporcional a la cuarta potencia de la longitud de onda. La difusión será mayor por tanto, para las ondas más cortas: Como consecuencia de ello, llegamos a la misma conclusión, la luz violeta es la más difundida y la menos, la roja. El resultado neto es que parte de la luz que nos llega desde el Sol en línea recta, al alcanzar la atmósfera se difunde en todas direcciones y llena todo el cielo.

Imaginemos que dejamos pasar un rayo de sol por un prisma de vidrio. La luz se abre en un abanico de colores (se dispersa) por refracción y como resultado de esta dispersión vemos una gama de colores: violeta, azul, verde, amarillo y rojo. El rayo violeta es el que se ha separado mas de la dirección del rayo blanco y ahí esta precisamente la explicación del color del cielo. La desviación es máxima para los rayos de longitud de onda corta (violeta y azul), y mínima para los de longitud de onda larga (amarillos y rojos), que casi no son desviados. Los rayos violetas y azules, una vez desviados, chocan con otras partículas de aire y nuevamente varían su trayectoria, y así sucesivamente: realizan, pues, una danza en zigzag en el seno del aire antes de alcanzar el suelo terrestre.

Para que se produzca este fenómeno es necesario que el Sol brille y se sitúe cerca del horizonte. Asimismo debe llover en la zona opuesta del cielo (a veces puede ser suficiente con las gotitas de agua de la niebla) y el observador estar situado entre el Sol y la lluvia.

El arco iris también se forma frecuentemente en zonas de cataratas. Cuanto más bajo se encuentre el Sol, se verá una mayor fracción del arco hasta realizar un semicírculo. Pero si estuviéramos en el aire (en un avión o en un globo) veríamos el círculo completo.

Un Arco Iris completo, con el arco primario que es el que normalmente vemos bien marcado y el secundario, más tenue, por la parte externa con los colores invertidos, más raro de ver, separados ambos arcos por una banda oscura que se denomina «Zona oscura de Alejandro» o «Banda de Alejandro», en honor a Alejandro de Afrodisias, comentarista griego de las obras de Aristóteles que fue el primero en registrar la observación de esta banda oscura  en el medio y otro arco en la parte externa con los colores invertidos.

Una explicación completa del arco iris requiere la teoría ondulatoria de la luz, aunque mediante la óptica geométrica se puede describir su mecanismo, tal como hizo Newton en 1675.

Los arcoíris son más comunes por las mañanas o por las tardes, ¿por qué? Pues resulta que para que se forme este fenómeno, la luz solar debe alcanzar una gota de lluvia en 42 grados. Si el Sol está en el cenit es dudoso que alcance este ángulo, según el sitio web de la Administración Nacional Oceánica y Atmosférica ( NOAA).

De acuerdo con LiveScience, cada persona observa desde un ángulo completamente distinto, la luz rebotada de ciertas gotas de lluvia del arcoíris que ves es distinta de la luz que rebota en que ven otras personas, simplemente porque dos sujetos no pueden estar en el mismo lugar, ocupando el mismo espacio, exactamente al mismo tiempo para ver el mismo.

Al igual que la Luna, los arcoíris parecen moverse cuando nosotros nos movemos porque la luz que forma el arcoíris lo hace a una distancia y ángulo específico del observador, de modo que esta distancia siempre será la misma entre el arcoíris y nosotros por más que queramos acercarnos, escribe Jacqueline Howard en Huffington Post.

La creencia dice que los arcoíris están formados por siete colores: rojo, naranja, amarillo, verde, azul, índigo y violeta es falsa, pero realmente un arcoíris se compone de más de 1 millón de colores, incluyendo colores que el ojo humano no puede percibir.

Si se trata de un espectro continuo en el que un color se va convirtiendo en otro, ¿por qué siempre hablamos de siete colores? El siete es un número con una fuerte superstición y misticismo asociado. Y es que al final del siglo XVII, siete eran los astros celestes conocidos, siete los metales usados en la alquimia, siete las notas musicales y siete los días de la semana, por lo que parece lógico que Newton designara siete colores para seguir la famosa ley de los siete. Sin embargo el rango de colores en el arcoíris es infinito.

En realidad el Arco Iris no es un arco si no un circulo completo como podéis ver en las curiosidades que se encuentran en el lateral izquierdo de esta sección. Pero la línea del horizonte nos corta por la mitad ese circulo creando el arco. Para que yo vea colores reflejados en las gotas, es condición indispensable que el ángulo en el que yo mire hacia la lluvia respecto al horizonte sea entre 40º (azul) y 42º (rojo) en el arco primario y 52º (rojo) y 54º(Azul) en el arco secundario. En la maqueta solo hemos hecho el primaro para que sea más fácil.

El ángulo que forma nuestra línea de visión a esas gotas con los rayos del sol debe ser el mismo para todas. Es decir, todas las gotas que emiten el rayo rojo en nuestra dirección, se encuentran sobre la superficie de un cono cuyo vértice es nuestra cabeza.

Tal y como vemos en la maqueta, es algo así como que cada color se mueve por un embudo y nuestro ojo es el agujero del embudo. El rojo se mueve por un embudo ancho; el violeta por un embudo más estrecho. Y los rayos se ven como provenientes de la base del embudo respectivo

Objetivo

Sembrar conciencia de la importancia del cuidado y preservación del medio ambiente utilizando el arcoíris como ejemplificación de la belleza que nos brinda el planeta

Justificación

La mayoría de las personas nos asombramos al ver este fenómeno del arcoíris, sin saber cómo lo crea la naturaleza y  que la contaminación puede extinguirlo; con este proyecto quiero explicar el proceso y causas para su creación, con el fin de concientizar  a las personas sobre su formación, importancia y cuidado de la preservación del arcoíris.

Hipótesis

Si se utiliza este fenómeno como recurso para asombrar a las personas de la belleza e importancia del medio ambiente, se creara conciencia, para su cuidado y preservación en bien de nosotros mismos.

Método (materiales y procedimiento)

Reproducción de arcoíris artificial.

Material:

Recipiente

Agua

Espejo

Procedimiento:

1. Llenar el recipiente de agua  hasta un poco más de la mitad.
2. Poner el espejo dentro (no importa que sea redondo o cuadrado).
3.  Lo pones bajo el sol o alguna lámpara de luz artificial.

4.Colocar el espejo a un ángulo de 42° aprox

Galería Método

Resultados

El experimento en un principio parecía no funcionar ya que solo se percibe el reflejo blanco del espejo. Para poder ver perfectamente el Arco Iris debes reflejarlo en un fondo blanco, consiguiendo esto, se mostro a 10 niños y a 5 adultos en los niños despertó el interés por conocer el motivo del arcoíris y en los adultos la reacción fue de admiración y el compromiso de fomentar el cuidado del  medio ambiente.

Galería Resultados

Discusión

Conclusiones

Este experimento llamo la atención de las personas y los aliento a querer cuidar el medio ambiente, haciendo conciencia de no tirar basura a si como cuidar las áreas verdes, el mar, lagunas y ríos, con esto podemos concluir que se puede fomentar conciencia utilizando este recurso

Bibliografía

• HECHT Y ZAJAC: Óptica. Addison Wesley Iberoamericana. 1986.
• JUSTINIANO CASAS: Óptica. ED. Librería PONS. Zaragoza. 1994.
• ROBERT GREENLER: Rainbows, Halos, and Glories. Cambridge University Press, 1980.
• THEO LÖBSACK: El Aliento de la Tierra. Ed. Labor. Barcelona. 1996.
• DAVID MALIN Y PAUL MURDIN: Colours of the Stars. Cambridge University Press, 1984.
• STAN GIBILISCO: Ilusiones Ópticas. Ed. McGraw-Hill. 1991.
• SILVIO RODRIGUEZ: La ilusión lunar. Tribuna de Astronomía. Junio 1996.
• EULALIA SACRISTÁN: Los colores del cielo. Muy Interesante. Agosto 1996.

Summary

Research Question

Problem approach

Background

Objective

Justification

Hypothesis

Method (materials and procedure)

Method Gallery

Results

Results Gallery

Discussion

Conclusions

Bibliography