Arcobaleno 2

L’arcobaleno ha la forma di un arco di circonferenza e il centro della circonferenza si trova su una retta che congiunge il sole con l’occhio dell’osservatore. L’arcobaleno si trova sempre dalla parte opposta al sole rispetto all’osservatore.

Per spiegare questo, bisogna considerare i raggi solari come SG o S’O; nella figura, G rappresenta una generica goccia d’acqua disegnata non in scala con il resto della scena; la retta SG è disegnata parallela alla retta S’O e si suppone che, data la grande distanza, il sole possa giacere sia sulla retta SG che sulla S’O , poiché “due parallele si incontrano all’infinito”: quindi il sole è rappresentabile sia col punto S che col punto S’. Quando i raggi solari, tutti sensibilmente paralleli ad SG, incontrano le innumerevoli gocce della nube, bisogna ammettere che, attraversando le gocce, di forma all’incirca sferica, essi subiscano qualche riflessione interna ed emergano dalle gocce formando un angolo acuto δ col raggio “incidente” SG; poiché questo angolo è acuto, i raggi tornano verso l’osservatore e la goccia responsabile di questa deviazione si trova, rispetto all’osservatore, dalla parte opposta al sole. In altre parole, se l’osservatore guarda dalla parte opposta al sole, vedrà una gran quantità di gocce che rinviano verso di lui i raggi solari i quali poi formano tutti un angolo δ col raggio in arrivo o “incidente” (SG). Poiché però le gocce sono innumerevoli, in tutte le direzioni (come OG) che formano un angolo pari a δ colla direzione del sole (SG), si deve vedere una brillanza particolare, dovuta a tutti i raggi deviati come OG. Ecco perché l’arcobaleno ha la forma di un cerchio: tutti i raggi come OG formano colla direzione del sole (S’OS”) lo stesso angolo δ e pertanto giacciono sulla superficie di un cono che ha per asse la retta S’O S” e per apertura δ: poiché la sezione retta di un cono è un cerchio, anche l’arcobaleno è circolare (A - A’ - A” in figura) ed il centro di questo cerchio (S”) deve giacere sull’asse del cono, cioè sulla retta S’OS” , come si è detto sopra, e quindi sotto l’orizzonte.
L’angolo di deviazione δ è pari a circa 41,83°.

Possiamo concludere che l’arcobaleno si osserva in una direzione che forma sempre, rispetto alla direzione del sole (S’OS”), un angolo di 41, 83°. Se l’osservatore si trova in una regione pianeggiante ed il sole è distante dall’orizzonte di un angolo α, minore di 41,83 , l’osservatore
vedrà l’arcobaleno come un arco di ampiezza inferiore a 180°: potrebbe raggiungere questo valore soltanto se il sole si trovasse esattamente all’orizzonte. Via via che il sole si alza, l’arcobaleno si abbassa e la porzione visibile di esso diminuisce di ampiezza; quando il sole si trova a 41,83° dall’orizzonte (o più di 41,83°), l’arcobaleno diviene invisibile.
Qualche eccezione a questa regola è comunque possibile.