Per què es forma l'arc de Sant Martí?

"Plou i fa sol, les bruixes es pentinen / al cel triomfa l’arc de Sant Martí / el món fa la rialla entre boirines i el verd és més lluent i el groc més fi. [...]”.

Darrere d’aquest moment que descriu Miquel Martí i Pol en el seu poema s’amaguen una sèrie de fenòmens físics que ens poden sorprendre amb un vessant màgic. Aquest article pretén despertar la nostra curiositat per la llum que ens envolta explicant la base de l’aparició de l’arc de Sant Martí.

La llum del sol que anomenem llum blanca està formada en realitat per un conjunt de raigs que van del color violeta al vermell. Aquests raigs es diferencien per la seva longitud d’ona, que varia sensiblement d’un color a l’altre. Aquesta diferència no és visible per a l’ull humà però hi ha fenòmens que ens permeten observar-la.

Així, quan la llum del sol entra per una gota d’aigua, es desvia tal com podem veure en el dibuix (A): es refracta un primer cop, es reflecteix dins la gota d’aigua, i es refracta un segon cop en sortir de la gota. La refracció és el fenomen de modificació de la trajectòria del raig de sol quan aquest travessa la superfície de l’aigua.

La llum incident es desvia de 42° de mitjana segons la longitud d’ona de cada color. Així, l’angle de desviació del color violeta és inferior a l’angle de desviació del color vermell i en resulta l’aparició dels colors que componen la llum del sol.

Quan plou i fa sol, una gran quantitat de gotes d’aigua es desplega com una cortina i els raigs de sol penetren aquesta pantalla natural. Observant l’esquema (B) veiem que la llum refractada per les gotes d’aigua altes es veu més vermella que la llum venint de les gotes d’aigua més baixes, a les quals el violeta domina. Els raigs refractats formen cons amb un angle diferent per cada color i és per això que aquest fenomen apareix com un arc.