Ciencia y naturaleza

Cuáles son los colores del arcoíris y por qué aparecen en ese orden

Rojo, naranja, amarillo, verde, azul, añil y violeta es la lista clásica. La naturaleza, sin embargo, no pinta siete franjas: despliega un espectro continuo cuyo orden nace del recorrido de la luz en cada gota.

Arcoíris primario nítido con el rojo en el borde exterior y el violeta en el interior sobre un paisaje después de la lluvia

La respuesta que se aprende de memoria es rojo, naranja, amarillo, verde, azul, añil y violeta. En un arcoíris primario, el rojo queda en el borde exterior —la parte superior del arco que solemos ver— y el violeta en el interior. Entre ambos no hay cortes limpios, sino una transición continua de tonalidades.

Esa diferencia es importante: los siete nombres son una forma útil de ordenar lo que percibimos, no siete pinturas separadas dentro de la lluvia. El Sol aporta muchas longitudes de onda visibles y las gotas las desvían en ángulos ligeramente distintos. La geometría coloca siempre las longitudes de onda más largas hacia fuera y las más cortas hacia dentro.

La lista clásica, de fuera hacia dentro

Si miras un arcoíris primario completo desde el suelo, este es el orden desde su borde más alto y exterior hacia el más bajo e interior:

  1. rojo;
  2. naranja;
  3. amarillo;
  4. verde;
  5. azul;
  6. añil o índigo;
  7. violeta.

La página educativa de AEMET recoge esta sucesión de siete colores. No obstante, en una fotografía o a simple vista puede costar separar el añil del azul y del violeta. También pueden faltar colores aparentes si el arco es débil, si las gotas tienen tamaños muy variados, si hay bruma o si la cámara modifica el contraste y la saturación.

En textos modernos es frecuente resumir el espectro visible en seis grandes bandas y omitir el añil. Ninguna de las dos listas contradice la física: el número depende de dónde decidimos colocar fronteras dentro de un gradiente.

Por qué la luz blanca termina separada

La luz solar que percibimos como blanca contiene un intervalo de longitudes de onda visibles. El rojo corresponde a longitudes de onda mayores que el violeta. Al cambiar de medio —del aire al agua y después del agua al aire— la luz cambia de velocidad y dirección. Este desvío se llama refracción.

El agua no desvía todas las longitudes de onda exactamente igual. El violeta se refracta más que el rojo; este comportamiento se denomina dispersión. Un prisma produce una separación parecida, como explica NASA al describir la luz visible: cada color se refracta con un ángulo algo diferente.

Una gota de lluvia casi esférica reúne tres pasos:

  1. la luz entra en la gota, se refracta y comienza a dispersarse;
  2. una parte se refleja en la superficie interior de la parte posterior;
  3. al salir, vuelve a refractarse y aumenta la separación angular entre colores.
Diagrama del recorrido de la luz solar en una gota: refracción al entrar, reflexión interna y separación de colores al salir
La dispersión ocurre en las refracciones de entrada y salida; una reflexión interna devuelve la luz hacia el observador.

No toda la luz que entra regresa en una única dirección. Cada gota envía rayos de distintos colores hacia muchos lugares, pero existe una concentración cerca de determinados ángulos. Para el arco primario, el rojo llega con un radio aparente próximo a 42 grados respecto al punto opuesto al Sol y el violeta, cerca de 40 grados. Esa diferencia de unos pocos grados se convierte en la anchura coloreada que vemos en el cielo.

Por eso el orden no cambia al desplazarse la lluvia. La refracción del agua depende de la longitud de onda y conserva la misma jerarquía: el rojo se desvía menos que el violeta.

El arco no está en una fila concreta de gotas

Es tentador imaginar una cinta de siete colores suspendida en un lugar lejano, pero el arcoíris es una dirección desde la que llega luz a tus ojos. Su centro se sitúa en el punto antisolar, justo en la dirección contraria al Sol. Si el Sol queda detrás de tu hombro, el arco aparece delante, centrado alrededor de la prolongación de la línea que une el Sol, tu cabeza y ese punto.

Las gotas que envían rojo hacia ti ocupan posiciones ligeramente distintas de las que te envían violeta. Una persona que está unos metros al lado recibe luz de otras gotas y, en sentido estricto, contempla su propio arcoíris. Esto explica por qué no se puede llegar a su «final» ni fijar su distancia como si fuera un objeto.

También explica su forma circular. Todos los rayos que llegan con el mismo ángulo dibujan un cono alrededor de la dirección antisolar; el cielo corta ese cono en un círculo. Desde el suelo, el horizonte oculta la parte inferior y vemos un arco. Desde una montaña o un avión, con gotas por debajo, puede aparecer el círculo completo.

La altura del Sol determina cuánto sobresale. Con el Sol muy bajo, el arco puede acercarse a un semicírculo. A medida que el Sol asciende, el centro antisolar baja y queda menos círculo sobre el horizonte. Si el Sol está a más de unos 42 grados de altura, el arco primario completo queda por debajo del horizonte para una persona situada en terreno llano, aunque el agua pulverizada cercana puede permitir otras geometrías.

¿Por qué hablamos de siete colores si hay muchísimos más?

El espectro no salta de rojo a naranja ni de verde a azul. Cambia de manera continua. Nuestros ojos y cerebro agrupan intervalos de longitudes de onda en categorías que además están influidas por el idioma, el contexto, la intensidad y los colores vecinos.

Isaac Newton popularizó la división en siete nombres al estudiar la descomposición de la luz blanca con prismas. El siete ofrecía una clasificación memorable, pero no apareció una línea física que separase cada banda. El Met Office señala que el arcoíris contiene un rango continuo de matices y que las clasificaciones modernas suelen integrar el índigo dentro del azul y el violeta.

Así se resuelven varias dudas habituales:

  • ¿Tiene seis o siete colores? Tiene un espectro continuo. Seis y siete son formas de nombrar grandes zonas; la lista escolar española suele usar siete.
  • ¿El añil es un color independiente? Es una etiqueta para tonos azulados profundos entre el azul y el violeta, pero muchas personas no distinguen una franja separada.
  • ¿Por qué una foto muestra bandas duras? El procesado del móvil, la compresión y el contraste pueden exagerarlas; también puede haber arcos supernumerarios finos por interferencia de la luz.
  • ¿Hay colores invisibles fuera del arco? La radiación solar incluye longitudes de onda infrarrojas y ultravioletas, pero nuestros ojos no las ven. «Arcoíris» suele referirse a la parte visible.

En el segundo arco, el orden se invierte

Comparación del arcoíris primario y el secundario con el orden de colores invertido y una franja oscura entre ambos
El arco secundario es más amplio y tenue: muestra el rojo hacia dentro y el violeta hacia fuera.

Cuando parte de la luz realiza dos reflexiones internas antes de salir de la gota, puede formar un arco secundario, situado por fuera del principal. Cada reflexión pierde luz, así que suele ser más débil. Su geometría también es más amplia: AEMET sitúa aproximadamente el rojo interior en 50 grados y el violeta exterior en 54 grados.

El resultado visible es un orden inverso:

  • en el arco primario, rojo fuera y violeta dentro;
  • en el secundario, rojo dentro y violeta fuera.

Entre ambos puede verse una zona relativamente oscura llamada banda de Alejandro. No es una nube ni una sombra proyectada por el arco: en ese intervalo angular llega menos luz desviada por las gotas hacia el observador. Dentro del primario, en cambio, el cielo suele parecer algo más luminoso.

En ocasiones aparecen bandas pastel muy finas pegadas al interior del arco primario. Son arcos supernumerarios y no encajan en la explicación puramente geométrica de rayos: se deben a la interferencia de ondas luminosas. Suelen apreciarse mejor cuando las gotas tienen tamaños pequeños y bastante uniformes.

Cómo comprobar el orden la próxima vez

Para encontrar un arcoíris, coloca el Sol a tu espalda y busca lluvia, llovizna o agua pulverizada delante. Las horas con el Sol bajo suelen mostrar arcos más altos. Nunca mires directamente al Sol para situarte; basta con observar las sombras y mirar en la dirección opuesta.

Cuando aparezca:

  • localiza primero el borde rojo, normalmente el más exterior;
  • sigue el gradiente hacia el interior hasta el violeta;
  • si hay un segundo arco, comprueba que su rojo mira hacia el espacio entre ambos;
  • observa si el cielo entre los dos parece más oscuro;
  • compara la vista directa con la cámara, que puede alterar algunos tonos.

Una manguera con difusor o la bruma de una fuente también pueden producir un arco pequeño si el Sol queda detrás. Muévete lateralmente y verás que el arco se desplaza contigo: una demostración sencilla de que su posición depende del observador.

La lista de siete colores es útil para empezar; la idea más precisa llega después. El arcoíris no está dividido en casillas: es la huella ordenada de cómo el agua desvía un continuo de luz.