¿Los arcoíris tienen bandas ultravioleta y bandas infrarrojas?

Hemos visto que el arco iris se ve tan colorido que solo podemos ver la luz visible. Pero, ¿también tienen bandas ultravioleta y bandas infrarrojas que no podemos ver? Sé que alguien ya ha hecho la misma pregunta, pero me preocupan solo las bandas ultravioleta e infrarroja específicas en lugar de cualquier otra longitud de onda.

No sólo es posible, es el caso. En realidad, este es un hecho bien conocido. Para evidencia experimental, consulte el siguiente enlace
también existen rejillas de difracción apropiadas edmundoptics.com/optics/gratings
@engineer ¡esa es una gran fuente! ¿Podría escribir una respuesta?
Cosmos de Neil deGrasse Tyson incluye un episodio que describe el descubrimiento real de la luz ultravioleta en primer lugar como basado en el hecho de que una banda ultravioleta invisible aparece más allá del violeta en un arco iris.
Así es como, de niños, obtuvimos pequeños fragmentos de luz ultravioleta para verificar los billetes. Una caja con agua y un espejo en ángulo recto.
@KyleKanos: Deberíamos cerrar al revés, esta pregunta tiene respuestas mucho mejores y (ahora, al menos) está mejor formulada.
@ACuriousMind: no estoy de acuerdo con la parte de redacción (creo que ambos están bien redactados), pero esta pregunta tiene respuestas y votos porque golpeó el hnq, no porque sean geniales, en mi opinión.
@KRyan: ¿No era IR, no UV?
@WillihamTotland Ah, puede haber sido.
@PlasmaHH Tengo curiosidad, ¿de qué estás hablando? ¿Realmente usarías agua y un espejo para revisar las notas?
@zfrisch: un espejo en ángulo recto en una caja de agua poco profunda actuará como un prisma y proyectará un "arco iris" en una hoja de papel. Coloque un billete en ese extremo uv del arco iris proyectado y la tinta fluorescente se volverá ligeramente visible. De lejos, no tan bueno como los LED UV o similares, pero bueno, funcionó y eran principios de los 90 ...
Siempre me he preguntado acerca de esta pregunta porque a veces en un arco iris veo un fantasma de color ilusorio a ambos lados del arco iris y me gusta imaginar que estoy viendo fuera del espectro visible.

Respuestas (4)

La refracción de la luz en las gotas de agua, que conduce a la formación de arcoíris, no se limita al rango visible.

La evidencia experimental, convincente debido a su simplicidad, se muestra en las siguientes imágenes tomadas por el profesor de Ciencias de la Tierra de la Universidad del College de Londres, Dominic Fortes . Comprueba la alineación del arcoíris con respecto a los árboles en cada una de las imágenes. La banda UV se encuentra a la izquierda de la banda visible, mientras que la IR se encuentra desplazada hacia la derecha.

Los límites espectrales en un arco iris se pueden explicar de manera más técnica observando la dispersión del índice de refracción del vapor de agua, que se puede encontrar, por ejemplo, en refractiveindex.info. El rango UV, visible e IR cercano se encuentra en la región de longitud de onda entre 0,2 y 2,85 µm. El cambio en el índice de refracción con respecto a la longitud de onda conduce a diferentes ángulos de refracción y por lo tanto a una separación de los colores, como sabemos por experiencia. Básicamente, este concepto también podría extenderse a otros rangos de longitud de onda. Aunque la resonancia alrededor de 2,9 µm conduce nuevamente a índices de refracción más altos para longitudes de onda más largas. Por lo tanto, la luz con una longitud de onda de, por ejemplo, 4,3 µm se superpondría con luz de 0,4 µm (ambas con un índice de refracción de 1,34). Sin embargo, esto es de nuevo sólo la mitad de la verdad. Si observa la curva de transmitancia (más abajo en la misma página), puede ver que las longitudes de onda superiores a 1,8 µm son absorbidas por el vapor de agua. Por lo tanto, este es el final realista de longitud de onda larga para el arco iris.

A menos que haya obtenido un permiso explícito del autor, no creo que pueda reproducir esas imágenes aquí, incluso con atribución, los derechos de autor en la página dicen Todas las imágenes y el texto son propiedad de su artista/autor y NO PUEDEN ser utilizados para ningún propósito sin el permiso expreso del artista/autor original.
Ups, Johnny tiene razón. Edité ahora las imágenes, el enlace puede permanecer.
@ThorstenS.: ¿no parece haber funcionado? Todavía los veo.
De acuerdo con here , una publicación en un foro educativo constituye un uso justo
Es posible que desee agregar algo como: verifique la posición de cada imagen mirando la intersección de cada arco iris con la línea de árboles en la parte inferior de las imágenes y puede ver que la banda UV se encuentra a la izquierda de la visible, y el IR a la derecha.
@BlueRaja-DannyPflughoeft Creo que es muy probable que tenga razón, especialmente por los ejemplos que da: la pregunta crucial es si el autor sufre daños como resultado del uso (probablemente lo contrario aquí). Sin embargo, sería cortés que el ingeniero preguntara: Estoy seguro de que es fácil comunicarse con el buen profesor por correo electrónico. Las imágenes se pueden volver a colocar con un "reproducido con permiso del autor".
Esa fue exactamente la razón por la que solo había publicado un enlace. Alguien más había editado la imagen en.
¿Alguien sabe de copias de alta resolución de las imágenes? Creo que los cortes exteriores de las imágenes UV e IR pueden ser causados ​​por la absorción de luz en el agua, aunque ciertamente en el IR la respuesta de la película puede contribuir.
Cuando entras un poco en los rayos ultravioleta, la mayor parte se absorbe en la capa de ozono, por lo que nunca alcanza altitudes donde hay gotas de agua para reflejarlo.
Usé la imagen para "comprimir" los colores en el espectro visible. Hice azul UV, verde visible y rojo IR. La imagen resultante muestra un arcoíris más ancho de lo normal pero con el amarillo casi ausente y una brecha entre el azul y el verde. Los árboles y el suelo son de color rojo oscuro y el cielo y las nubes son azules excepto el cuadrante inferior derecho que es verde. Desafortunadamente, no puedo publicar la imagen debido a los problemas de derechos de autor mencionados anteriormente.
s/difracción/refracción/
¿Por qué dices vapor si el arcoíris está formado por gotitas?

El ingeniero ya la respondió completamente, solo quiero agregar que la pregunta es completamente válida incluso si ya sabe que se produce la separación de la longitud de onda.

El caso es que algunos materiales son prácticamente opacos o demasiado transparentes (el índice de refracción es igual al del aire y no se produce separación) en el infrarrojo y el ultravioleta mientras que en el visible son transparentes. El agua es un material con una amplia gama de longitudes de onda permisibles, pero, por ejemplo, el vidrio no lo es. Si arrojaras una gran cantidad de perlas de vidrio desde un avión, se produciría un maravilloso arco iris, pero no podrías detectar un arco iris ultravioleta porque el vidrio es opaco en estas longitudes de onda.

Esto no proporciona una respuesta a la pregunta. Para criticar o solicitar una aclaración de un autor, deje un comentario debajo de su publicación.
En realidad, esto responde (parte de) la pregunta: ¿los arco iris tienen bandas ultravioleta y bandas infrarrojas? -> No, no cuando es causado por refracción a través del vidrio. No es una crítica sino una adición.
-1 @ACuriousMind "Si la lluvia está hecha de dióxido de silicio, también conocido como vidrio"
@ACuriousMind Puede y debe usar una respuesta si puede agregar información importante a respuestas ya perfectas. Por cierto, responde la pregunta asegurando que la respuesta del ingeniero es correcta. Los comentarios no están destinados a eso porque se pueden eliminar en cualquier momento para limpiar las discusiones. Mientras escribía la respuesta, la respuesta del ingeniero era más corta y no incluía el índice de refracción.
@aandreev Divertido, pero hay otro material que puede producir, por ejemplo, arcos circuncenitales: hielo. Así que el material es importante si quieres tener arcos UV o IR. Desafortunadamente, el hielo tiene casi los mismos coeficientes de transmisión en UV/IR, por lo que no cambia en comparación con el agua. Debido a que otros fenómenos como los arcos de niebla no son buenos ejemplos, necesitaba un material diferente como el vidrio para ilustrar el punto.
@ThorstenS. Puede imaginar la lluvia con aditivos que absorben vis parte del espectro, generando un arcoíris ultravioleta puro. Con el desarrollo actual de ingeniería química y los problemas de seguridad de fabricación, esa es una posibilidad real.

¿Es posible que los arco iris tengan bandas ultravioleta y bandas infrarrojas y no podamos ver?

Sí, vea la respuesta del ingeniero. En cuanto a si podemos verlos, eche un vistazo a la afaquia : "Se informa que las personas afáquicas pueden ver longitudes de onda ultravioleta (400-300 nm) que normalmente están excluidas por la lente. Perciben esta luz como azul blanquecino o violeta blanquecino. ". También tenga en cuenta que el espectro visible no es exacto. Algunas personas pueden ver un poco más en el infrarrojo o el ultravioleta que otras. No mucho, pero la percepción de todos no es la misma. Por cierto, cuando miro un arcoíris, especialmente con el rabillo del ojo, me parece ver un matiz amarillento debajo del violeta. Puede que no tenga nada que ver con el ultravioleta, pero es interesante. ¡Quizás eso merece una nueva pregunta! De todos modos, puedes ver algo así en esta imagen:

ingrese la descripción de la imagen aquí

Imagen CCL © copyright de Rod Trevaskus, consulte la geografía.org.uk

Lo que ves allí no es ultravioleta, sino un arcoíris supernumerario .
@ThorstenS. El arco iris supernumerario está en la parte superior izquierda, pero la banda de interés está debajo del violeta en el arco iris en la parte inferior derecha. Aunque, es plausible que este sea un artefacto del mismo proceso de patrón de interferencia que crea arcoíris supernumerarios en primer lugar, cierto.
Creo que podría ser un arco iris secundario, SevenSided, ver Wiki . @Thorsten S.: gracias por eso, he leído al respecto . La próxima vez que vea un arcoíris lo miraré con más atención y trataré de tomar una foto.
La banda amarilla a la que te refieres es en realidad una ilusión óptica causada por tu cerebro al tratar de conciliar el color azul del cielo junto a la banda púrpura del arcoíris. Pruébelo: cubra el arco iris en la imagen de arriba con papel, y la banda "amarilla" se volverá azul. Parece haber un comienzo tenue de una banda de arcoíris secundaria debajo de la banda "amarilla", lo que realza la ilusión, y si mueves los ojos de un lado a otro, es posible que veas varias bandas concéntricas más pequeñas de color púrpura a medida que la ilusión se refuerza. .
@SevenSidedDie Busque la diferencia entre un arco iris secundario , que es el débil que se encuentra sobre el arco iris normal, y un arco iris supernumerario , que es exactamente la banda de interés debajo del violeta en la parte inferior derecha.
@SevenSidedDie, el arco iris superior izquierdo es un arco iris secundario causado por la luz que se refleja internamente dos veces, donde el arco primario está formado por la luz que se refleja una vez. Los arcos verdes y morados tenues en la parte inferior derecha son arcos supernumerarios causados ​​por patrones de interferencia.
John, tu publicación hace parecer que la afaquia es algo que me gustaría tener. Esto contrasta con la página de Wikipedia que hace evidente que no lo hago. Buen hallazgo, por cierto.
@Dejay Clayton: Si tomo la imagen y la recorto justo debajo de la parte violeta del arcoíris, todavía veo la banda. Sin embargo, en cuanto a que sea UV, no a menos que la cámara capture UV. Recuerde que la imagen es lo que emite la cámara, no exactamente lo que verían sus ojos en la vida real.
@Emilio Pisanty: un placer. Todos: si miras el cielo nocturno con el rabillo del ojo, las estrellas se destacan mejor que cuando las miras directamente. Tal vez esté pasando algo similar con los arcoíris.
@jamesqf En Photoshop, eliminé digitalmente el arco iris hasta la banda púrpura y luego rellené el fondo con varios colores "amarillos" muestreados que estaban cerca de la banda púrpura. Todos resultaron ser tonos de azul, con muy poco componente amarillo.
@DejayClayton Pero son más claros que el azul del resto del cielo a su lado. Recuerde, el cielo sigue ahí detrás del arcoíris (incluso el centro visual de la banda amarilla principal se ve significativamente verde de forma aislada).

Hay tres factores que deben tenerse en cuenta en todas las longitudes de onda: (1) la capacidad de la gota de agua para refractar y dispersar la luz entrante, (2) la capacidad del ojo para detectar la longitud de onda y (3) la capacidad de aire para transmitirlo.

El rango visible que 'vemos' en un arco iris con nuestros ojos satisface los tres. UV, dependiendo de qué tan corta sea la longitud de onda, solo puede satisfacer la refracción de la gota y la capacidad de transmisión del aire; puede estar allí, pero simplemente no podemos sentirlo con nuestros ojos.

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