Come si forma l’arcobaleno: guida completa in 3 fasi
Come si forma l’arcobaleno? Nasce quando la luce del Sole entra in milioni di gocce di pioggia e viene prima deviata (rifrazione), poi riflessa sul fondo della goccia e infine deviata di nuovo in uscita: lungo questo percorso i colori si separano (dispersione) e tornano ai nostri occhi con un angolo di circa 42°. Ogni singola goccia si comporta come un minuscolo prisma, e ne bastano milioni, illuminate insieme, per disegnare in cielo l’arco che tutti conosciamo.
Indice
Per secoli l’arco iridato è stato considerato un segno soprannaturale. La spiegazione fisica arriva solo nell’età moderna: nel 1637 il filosofo e matematico René Cartesio, nell’opera Les Météores, ricostruisce il cammino dei raggi dentro una sfera d’acqua applicando le leggi della rifrazione. Il quadro si completa nel 1666, quando Isaac Newton, con un semplice prisma di vetro, dimostra che la luce bianca del Sole non è un colore puro ma la somma di tutti i colori visibili.
Da allora sappiamo che l’arcobaleno non è un oggetto sospeso nel cielo, ma un effetto ottico: un fenomeno che esiste solo in relazione a chi lo guarda. Prima di entrare nel dettaglio, definiamo i tre ingredienti fisici in gioco. La rifrazione è la deviazione che la luce subisce passando da un materiale a un altro (dall’aria all’acqua) perché cambia velocità. La riflessione è il rimbalzo della luce sulla parete interna della goccia. La dispersione è la separazione dei colori, dovuta al fatto che ogni colore viene deviato di un angolo leggermente diverso.
Ultimo aggiornamento: 29 luglio 2026
Come si forma l’arcobaleno?
Il fenomeno si produce quando la luce solare colpisce gocce d’acqua sospese nell’aria dopo la pioggia. La luce entra in ogni goccia e viene rifratta, cioè deviata; rimbalza sulla parete interna posteriore (riflessione) e viene rifratta una seconda volta in uscita. In questo doppio passaggio i colori si separano e tornano verso l’osservatore concentrandosi attorno a un angolo di circa 42° (INFN, Scienza per Tutti).
Perché il fenomeno sia visibile servono tre condizioni precise: gocce d’acqua nell’aria, il Sole basso sull’orizzonte (al mattino presto o nel tardo pomeriggio) e l’osservatore posizionato con il Sole alle spalle e la pioggia davanti. È per questo che vediamo l’arco iridato più spesso dopo un temporale estivo, quando il cielo si sta aprendo e il Sole torna a illuminare la cortina di pioggia che si allontana. La stessa cosa accade nella nebbiolina di una cascata o negli spruzzi di un annaffiatoio controluce.
Il viaggio della luce dentro una goccia
Per capire davvero la formazione dell’arcobaleno conviene seguire un singolo raggio di luce nel suo viaggio dentro una goccia sferica. Il percorso ha quattro tappe, e ognuna aggiunge un pezzo al risultato finale. È qui che la goccia rivela di comportarsi esattamente come un piccolo prisma di vetro.
- Rifrazione in ingresso. Il raggio passa dall’aria all’acqua e rallenta: l’acqua ha un indice di rifrazione di circa 1,33, cioè la luce vi viaggia circa il 33% più lentamente che nel vuoto (Focus). Rallentando, il raggio si piega verso l’interno della goccia.
- Prima separazione dei colori. Ogni colore rallenta in misura leggermente diversa: il violetto si piega un po’ di più, il rosso un po’ di meno. I colori cominciano a divergere.
- Riflessione interna. Il raggio raggiunge la parete posteriore della goccia e viene riflesso all’indietro, verso il lato da cui è entrato.
- Rifrazione in uscita. Uscendo, la luce passa di nuovo dall’acqua all’aria e si piega un’altra volta, amplificando la separazione già iniziata. È questa seconda rifrazione a completare la dispersione e a rendere i colori distinguibili.
Il risultato: la luce esce dalla goccia divisa in un ventaglio di colori, ciascuno con un angolo preciso rispetto alla direzione dei raggi solari. Il rosso emerge intorno ai 42°, il violetto intorno ai 40°.
“L’arcobaleno è lo spettacolare fenomeno naturale in cui possiamo osservare la decomposizione della luce bianca solare nel suo spettro visibile.”
INFN – Scienza per Tutti, portale di divulgazione dell’Istituto Nazionale di Fisica Nucleare (2024)
Perché l’arcobaleno ha sette colori?
I sette colori classici — rosso, arancione, giallo, verde, blu, indaco e violetto — sono in realtà una convenzione stabilita da Newton. Lo spettro della luce è continuo: passa dal rosso al violetto senza confini netti, con infinite sfumature intermedie. Newton scelse di dividerlo in sette bande per analogia con le sette note della scala musicale, un’idea più culturale che fisica.
Non a caso molti studiosi contestano l’indaco, difficile da distinguere dal blu e dal violetto a occhio nudo: secondo molte letture moderne i colori realmente percepibili sono sei. La verità è che il numero dei colori dipende da come dividiamo un continuo, non da una proprietà intrinseca della luce. La sequenza, però, non è mai casuale: rispetta sempre l’ordine delle lunghezze d’onda, come spieghiamo anche nell’articolo su perché il cielo è blu.
Perché ha la forma di un arco?
L’arco iridato ha forma curva perché la luce torna all’osservatore soltanto dalle gocce che si trovano su un preciso cono di apertura di circa 42° attorno alla direzione opposta al Sole. Tutti i punti che soddisfano questa condizione geometrica formano un cerchio; noi ne vediamo solo la parte sopra l’orizzonte, cioè un arco. È pura geometria, non un caso.
Da terra la parte inferiore del cerchio è tagliata dall’orizzonte, quindi percepiamo un semicerchio. Da un aereo o da una montagna alta, in condizioni favorevoli, si può invece osservare l’arcobaleno come un cerchio completo. Anche l’altezza del Sole conta: più il Sole è basso, più l’arco è ampio; quando il Sole supera i 42° sull’orizzonte, l’arco scompare del tutto sotto la linea di terra. Questo lega il fenomeno alle condizioni atmosferiche del momento, un tema che tocchiamo anche parlando della differenza tra meteo e clima.
Che differenza c’è tra arco primario e secondario?
Talvolta sopra l’arco principale ne compare un secondo, più tenue e con i colori invertiti: è l’arcobaleno secondario. La differenza sta nel numero di riflessioni interne alla goccia. L’arco primario nasce da una sola riflessione e appare intorno ai 42°; il secondario nasce da una doppia riflessione e appare più in alto, intorno ai 51° (Geopop).
Arco primario
- Una sola riflessione interna
- Angolo di circa 42°
- Rosso all’esterno, violetto all’interno
- Più luminoso
Arco secondario
- Doppia riflessione interna
- Angolo di circa 51°
- Rosso all’interno, violetto all’esterno
- Più debole (la doppia riflessione disperde energia)
La fascia di cielo relativamente scura fra i due archi ha un nome: banda di Alessandro, dal filosofo Alessandro di Afrodisia che la descrisse quasi due millenni fa. È scura perché in quell’intervallo di angoli le gocce non rimandano quasi luce verso l’osservatore.
Si può raggiungere la fine dell’arcobaleno?
No: l’arcobaleno non ha una posizione fissa nello spazio e non lo si può raggiungere. Non è un oggetto, ma un’immagine ottica che dipende dall’angolo tra Sole, gocce e occhio di chi guarda. Se ci spostiamo, l’arco si sposta con noi, perché cambia l’insieme di gocce che soddisfa la geometria a 42°. Per questo due persone vicine, in senso stretto, vedono due arcobaleni diversi.
Anche fotografarlo “da vicino” è impossibile: avvicinandosi al punto in cui sembra toccare terra, quel punto arretra sempre. È il motivo per cui la leggenda della pentola d’oro alla fine dell’arco resterà per sempre una leggenda. Per approfondire altri fenomeni naturali spiegati passo passo, resta utile la nostra guida alla scienza.
Domande frequenti
Perché l’arcobaleno appare dopo la pioggia?
Perché dopo la pioggia restano nell’aria milioni di gocce sospese e spesso il Sole torna a illuminarle. Servono contemporaneamente acqua nell’aria, Sole basso e osservatore con il Sole alle spalle: è la combinazione tipica della fine di un temporale, quando il cielo si apre da un lato mentre la pioggia si allontana dall’altro.
Si possono vedere arcobaleni di notte?
Sì, ma sono rari e prendono il nome di arcobaleni lunari. Si formano con lo stesso meccanismo, usando però la luce riflessa dalla Luna piena invece di quella del Sole. Poiché la luce lunare è molto più debole, i colori appaiono sbiaditi e l’arco sembra quasi bianco.
L’arcobaleno è davvero un semicerchio?
In realtà è un cerchio completo. Da terra ne vediamo solo la metà superiore perché l’orizzonte taglia quella inferiore. Da un aereo o da una vetta elevata, con le gocce disposte anche sotto il livello dello sguardo, è possibile osservare l’arco come un anello chiuso.
Chi ha spiegato per primo l’arcobaleno?
La prima spiegazione geometrica moderna è di René Cartesio nel 1637, che ricostruì il cammino della luce in una goccia sferica. Isaac Newton la completò nel 1666, dimostrando con un prisma che la luce bianca contiene tutti i colori: è la dispersione a generare le bande dell’arco.
Questo articolo è stato scritto dalla redazione di Info Pratica e verificato su fonti ufficiali e attendibili (istituzioni, enti pubblici, studi ed esperti citati nel testo). Scopri come lavoriamo nella pagina Redazione.
