Meteore Luminose/L'Arcobaleno/Descrizione sintetica/II.

by Cosimo Bertacchi

II.

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Cosimo Bertacchi - Meteore Luminose (1883)

II.

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L'Arcobaleno - Descrizione analitica

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§ 2.

L’arcobaleno risulta dalle varie modificazioni che la luce assume dentro le goccie e dalla riflessione di essa sulla faccia interna delle medesime. E siccome la sua apparizione è subordinata all’altezza del sole e alla posizione dell’osservatore fra il sole e i vapori che precipitano, facilmente si è indotti a concludere che, per un punto di vista determinato e fisso, non tutti i raggi rifratti dalla superficie esterna convessa e riflessi dalla superficie concava interna dei suoi liquidi globicini, danno luogo per noi effettivamente al fenomeno in questione: bensì tutti possono offrire occasione al fenomeno stesso qualora si cangi opportunamente la posizione dell’occhio nello spazio circostante come ha dimostrato per primo Antonio De Dominis con diffusione e lucicidità tutta geometrica.

Le condizioni nelle quali si determina la visione dell’arcobaleno vale a dire l’opacità della nube scioglientesi in pioggia, la necessaria obliquità del sole e il fatto che dalla sua luce escono i colori, non isfuggirono allo sguardo di Lucrezio; e fa meraviglia come in un tempo in cui esse erano prive di qualunque significazione teorica e non avevano alcuna importanza razionale riconosciuta, egli abbia saputo delinearle in pochi tratti nel suo poema¹. Meno esatto fu Dante, allorché, descrivendo incidentalmente l’arcobaleno, innamorato della bellezza di una immagine ardita reputò l’iride ancella dell’aria.².

Keplero, l’autore di quella famosa teoria dei vortici il cui abbandono, secondo alcuni, valse a Newton la scoperta della legge di gravitazione, e che ciò non ostante oggi ci si rivela come tale da poter esplicare la causa mediata della gravitazione stessa³ nello squilibrio delle densità eteree dell’universo, è forse⁴ il primo che abbia tentato una spiegazione scientifica dell’iride, e che, dicesi, in una lettera (che io non sono riuscito a trovare in nessuna parte) scritta fin dal 1606, abbia cercato di rilevarne la teoria. Cito di passaggio questo fatto poiché non posso addurlo con certezza, come non poteva esser certo di sè medesimo il dott. Gustavo Milani quando ripeteva, dietro affermazione dello Zantedeschi, che Oerstedt era stato prevenuto nella scoperta dell’elettro-magnetismo da Giandomenico Romagnosi⁵.

Ma noi sappiamo che De Dominis⁶ prima e Cartesio poi hanno dato un maggiore sviluppo a quel primo abbozzo di teoria e che anzi lo stabilirono su nuove basi colla nozione dei raggi efficaci prima della scoperta della composizione della luce bianca.

De Dominis non ha che un’idea vaga dei raggi efficaci, ma tien conto esatto delle differenze di cammino dei raggi diversi, e tenta, come già si disse nel proemio, una spiegazione ingegnosa della loro varia chiarezza.

È poscia a Isacco Newton che è dovuto il primo compimento della teoria matematica dell’arcobaleno, della quale cercherò subito di mettere in rilievo i tratti principalissimi in forma affatto geometrica e sintetica, come la espose il De Dominis, riserbandomene la trattazione analitica alla seconda parte di questa memoria compilativa.

Si consideri la figura alla Tav. I. Siano a, b, c, tre gocciole sospese; sa, sb, sc, tre raggi di sole.

Il raggio s a sa sa , incontra la prima di queste goccie in a, e rifrangesi in d: una parte della sua intensità va perduta fuori, l’altra parte si riflette in e, dove si rifrange di nuovo per dirigersi all’occhio dell’osservatore. I raggi sb, sc, subiranno anch’essi la medesima trasformazione nelle gocciole b e c, e si divideranno anch’essi nei tre colori rosso, giallo e turchino coi loro composti e saranno mandati (una parte almeno del fascio conico che ne emana) al nostro occhio in O.

Ora l’occhio vede il color rosso (il meno rifrangibile) dal punto e, il color giallo dal punto g, il color turchino (il più rifrangibile) dal punto i: e siccome questi colori sono riflessi nello stesso modo e nelle stesse condizioni, rispetto al punto o, da tutte le innumerevoli goccioline sospese nell’atmosfera a uguale distanza da questo medesimo punto di veduta, così ne viene che, dovendo essere questa ugual distanza sopra un arco di cerchio, i punti isocromatici formeranno archi, e rocchio percepirà il curvo fascio dell’arco baleno.

Per un altro osservatore il raggio riflesso della goccia b potrebbe essere rosso invece di giallo; quello riflesso dalla goccia c, giallo; mentre il turchino potrebbe pervenirgli da qualche goccia collocata nel medesimo piano al di sotto della precedente.

Per una terza persona il rosso potrebbe provenire da un punto situato al di sopra di a; ed in allora a potrebbe riflettere il giallo, e b il turchino.

Questo primo arco è prodotto, come vedesi, dai raggi che entrano dalla parte superiore delle goccie e sono riflessi al disotto delle medesime; il secondo invece è formato dai raggi che entrano dalla parte inferiore delle goccie e sono riflessi al disopra di esse.

Il raggio sf che colpisce la gocciola a’ del secondo arco, si frange la prima volta in e’ per riflettersi in d’ ove si riflette una seconda volta in a’ donde esce rifratto al mezzo meno denso dell’aria per dirigersi all’occhio in o. Certamente che solo un piccolissimo fascetto luminoso, di tutto il fascio conico che emana da a’, arriverà ad essere percepito.

Ora, se nell’arco interno, per il quale i raggi erano entrati alla parte superiore delle goccie e rifratti al disotto, i colori si presentavano secondo un certo ordine, in questo nuovo arco che abbiamo preso ad esaminare, vedendosi soltanto i raggi entrati alla parte inferiore delle goccie e rifratti al disopra, i colori si troveranno naturalmente invertiti.

Siano a’, b’, c’ tre goccie di pioggia nell’arco esterno.

L’occhio collocato in o vede il turchino di tutte le goccie che si succedono a luogo della a’, il giallo di quelle che si succedono a luogo della b’, e il rosso di quelle che rimangono più in basso.

Dovrà dirsi anche qui che, siccome questi colori sono riflessi nel medesimo modo da tutte le innumerevoli goccioline equidistanti dal punto di veduta, dovendo essere questa ugual distanza un arco di cerchio (sezione retta di un cono di cui l’occhio è il vertice), i punti isocromatici formeranno archi, e l’osservatore otterrà la percezione del curvo fascio dell’iride.

1. De Rerum Natura — L. VI.
2. Paradiso - C. XII. v. 12.
3. A. Secchi — Unità delle forze fisiche.
4. “Il paraìt que longtemps avant Descartes, le frére Théodoric, en 1300, expliquait l’arc-en-ciel. (Ann. de chim, et de phis., t. 6)„ Desprez — Traité de Phisique — Bruxelle, 1840.
5. Secondo una memoria pubblicata a Padova dal Prof. Zantedeschi nel 1857, Romagnosi avrebbe fatto questa esperienza a Trento nel 1802 scoprendo per il primo la mutua azione delle calamite sulle correnti e delle correnti sulle calamite. Il prof. Govi in una memoria recente, ma pochissimo conosciuta, delucida la questione e dimostra falsa la notizia dello Zantedeschi.
6. Antonio De Dominis — De Radiis visus et lucis — Venezia, 1821.