Un al doilea arc, mai palid și cu culorile răsturnate, apare uneori deasupra curcubeului obișnuit, atunci când lumina soarelui se reflectă de două ori în interiorul picăturilor de ploaie. Fenomenul se vede frecvent în România la sfârșitul unei ploi de vară, când soarele iese dintre nori chiar în direcția opusă cortinei de apă care se retrage.
Curcubeul simplu apare pentru că lumina albă intră într-o picătură de apă, se refractă, se reflectă o dată pe partea interioară a picăturii și iese din nou refractată. Fiecare lungime de undă se îndoaie cu un unghi ușor diferit, așa că roșul, galbenul, verdele și albastrul ajung la ochi din unghiuri diferite și se separă vizibil pe cer.
De unde apare al doilea arc
Curcubeul dublu se formează atunci când, în interiorul aceleiași picături, lumina suferă două reflexii interne consecutive înainte de a ieși spre observator. A doua reflexie consumă energie luminoasă suplimentară, motiv pentru care arcul secundar este întotdeauna mai slab colorat și mai greu de distins decât primul.
Unghiul de ieșire al luminii se schimbă odată cu numărul de reflexii. Arcul principal apare la aproximativ 42 de grade față de direcția opusă soarelui, iar arcul secundar la aproximativ 51 de grade. Diferența de câteva grade explică de ce între cele două arcuri rămâne o fâșie de cer vizibil mai întunecată, cunoscută drept banda lui Alexander.
De ce se inversează culorile
La curcubeul principal, roșul apare pe partea exterioară a arcului, iar violetul pe partea interioară. A doua reflexie din interiorul picăturii schimbă traiectoria razelor colorate, astfel încât la arcul secundar ordinea se răstoarnă: roșul ajunge pe partea interioară, iar violetul pe cea exterioară.
Fiecare reflexie suplimentară din picătură adaugă o inversare a ordinii culorilor, pe lângă pierderea de intensitate luminoasă. Teoretic, un al treilea arc s-ar forma printr-o a treia reflexie, însă acesta apare pe partea cerului dinspre soare, unde strălucirea directă îl face aproape imposibil de observat cu ochiul liber.
Condițiile meteo favorabile
Pentru ca fenomenul să apară, e nevoie simultan de picături de apă în aer și de lumină solară directă, venită din spatele observatorului. Momentul cel mai propice este imediat după o aversă, când norii se retrag spre un orizont, iar soarele rămâne vizibil pe cealaltă parte a cerului.
Poziția soarelui contează la fel de mult ca prezența ploii. Curcubeul dublu se vede cel mai bine dimineața devreme sau spre seară, când soarele este jos pe cer, pentru că la amiază, când soarele e sus, arcul rămâne aproape de linia orizontului sau nu mai apare deloc din unghiul de observare al unei persoane aflate la sol.
Mărimea picăturilor influențează și ea claritatea culorilor. Picăturile mari, specifice ploilor de vară, produc arcuri cu culori intense și bine separate, în timp ce picăturile fine dintr-o burniță sau ceață dau un curcubeu mai larg, cu nuanțe estompate, uneori aproape alb.
Ce se poate observa cu ochiul liber
Banda mai întunecată dintre cele două arcuri se vede cel mai clar pe fundalul unui cer gri, imediat după ploaie, înainte ca norii să se risipească de tot. Fotografiile luate cu telefonul surprind adesea mai bine contrastul decât privirea directă, pentru că senzorul camerei amplifică ușor diferențele de luminozitate dintre bandă și restul cerului.
Observarea unui curcubeu dublu complet, de la un capăt la celălalt al orizontului, rămâne rară, pentru că necesită un front de ploaie suficient de extins și un unghi de soare constant pe durata câtorva minute. Cel mai sigur moment pentru a-l surprinde este imediat după o furtună scurtă de vară, cu soarele coborât spre asfințit.
