Como é Formado o Arco-Íris?

O nascimento do arco-íris começa com milhões de minúsculas gotas de chuva. Elas servem como um tipo de refletor de luz. A cor branca entra na gotícula individual e sai como cor específica conforme p espectro.

Arco Íris

Arco Íris

Especialistas entram em convergência ao afirmar que existem no mínimo cem gotas de chuva na formação do arco-íris. Com poucas unidades é possível ver apenas algumas cores.

Ângulo Correto e Olho Humano

Aparece de modo típico depois da tempestade de chuva. Cada gota de chuva tem uma função na formação de arco-íris. A luz solar entra na nela em ângulo específico que separa a cor branca tons diferentes. Este ângulo é uma medida fixa entre o olho e o sol.

Não se pode ignorar o fato de que a cor depende do ângulo da luz e dos observadores. Para gotas vermelhas a gota de chuva precisa estar em ângulo de pelo menos 42 graus, enquanto a violeta depende de ângulo de quarenta graus.

Cada gota de chuva reflete todas as cores em um determinado ponto e tempo, mas apenas um tom volta para seu olho, exigindo assim milhões de gotas de chuva para criar um arco-íris. Quando caem do céu as cores do espectro a serem refletidas mudam de modo constante.

O que faz arco-íris ter formação circular é a forma como as gotas de chuva caem, em milhares de distâncias e velocidades. Em certas ocasiões é possível ver um círculo completo em torno de uma mangueira de jardim. O tempo perfeito para procurar é 16h30, ou mais cedo do que 08h30 da manhã, desde que existam condições climáticas favoráveis.

Onde Está o Sol ao Ver Arco-Íris?

Esta é uma boa pergunta para começar a pensar sobre o processo físico que fornece origem. A maioria das pessoas nunca nota que o sol está sempre atrás quando se enxerga o fenômeno. Vale ressaltar que o centro do arco circular do arco-íris está na direção oposto ao sol e a chuva no arco-íris.

A resposta da formação do fenômeno é problema em ótica discutida por René Descartes em 1637. Um interessante relato histórico estava no livro de Carl Boyer. Descartes simplificou o estudo do arco-íris, reduzindo à gota de água e ela interage com luz.

Ele escreve: “Considerando que esse arco aparece não apenas no céu, mas também no ar perto de nós, sempre que existirem gotas de água iluminadas pelo sol, como se pode ver em certas fontes, eu decidi que só surgiu a partir do modo pelo qual os raios de luz no ato estas gotas passam a partir dos olhos também”.

“Além disso, sabendo que as gotas são redondas, como tem sido anteriormente demonstrada, e visto que se são maiores ou menores, o aspecto do arco não é alterado de qualquer maneira”, disse Descartes ao descrever as luzes do arco-íris.

Gota de chuva típica é esférica e o efeito sobre os tons solar é simétrica em relação ao eixo que passa pelo centro da gota e da fonte de luz (no caso do sol). A simetria do efeito de foco para cada gota é de tal ordem que, sempre ao visualizar uma gota de chuva ao longo da linha de visão definida pelo raio do arco-íris, as pessoas enxergam mancha luminosa refletida ao foco solar.

O Que Forma As Cores do Arco-Íris?

A descrição tradicional do arco-íris é feita de sete cores: Vermelho, laranja, amarelo, verde, azul, índigo e violeta. Na verdade, o fenômeno consiste no conjunto de cores do vermelho ao violeta e até mesmo além dos que o olho pode captar.

Luz solar possui composto de gama de cores que o olho pode detectar. Em combinação parece branca ao olhar. Esta propriedade foi demonstrada pela primeira vez por Sir Isaac Newton em 1666.

Luz de diferentes cores é refratada por valores diferentes quando se passa de um meio para outro (de água ou de vidro, por exemplo).

Descartes e Willebrord Snell haviam determinado raio de luz curvado, ou refratada, à medida que atravessa as regiões de diferentes densidades, tais como ar e água. Quando os caminhos de luz através de uma gota de chuva são rastreados para vermelho e azul se verifica que o ângulo de desvio é diferente para as duas cores porque a luz azul é curvada ou refratada mais do que é a vermelha.

Isto implica que, quando vemos um arco-íris e sua banda de cores estamos olhando a luz refratada e refletida de diferentes gotas de chuva, algumas vistas em ângulo de 42 graus, outras de ângulo de 40 graus, e o restante no meio termo.

O Que Faz Arco-Íris Duplo?

Às vezes, vemos dois arco-íris de uma só vez, o que causa isso? Temos seguido o caminho de um raio de sol que entra e é refletido dentro da gota de chuva. Mas a totalidade da energia do raio não escapa a gota de chuva após ter sido refletida.

A parte do raio é refletida de novo e se desloca ao longo do interior da gota a emergir. O arco que normalmente vemos é chamado primário, produzido por reflexão interna.

Curiosidades

Curiosidades

O secundário surge de duas reflexões internas e dos raios a sair da gota ao ângulo de 50 ° graus, em vez de os 42 ° graus. A luz azul surge em um ângulo ainda maior.  53 ° graus. O efeito produz um arco-íris secundário que tem as cores invertidas em comparação com a composição primária.

Céu Brilhante Dentro do Arco Íris

Interessante notar que o céu dentro do arco é mais brilhante do que a parte exposta no exterior. Ao estudar a refração da luz solar em gota de chuva se descobre que há raios emergentes em ângulos menores do que a zona do arco-íris, mas a luz essencialmente não trazem reflexões internas em ângulos maiores do que o raio.

Há grande quantidade de luz dentro do arco que mistura as cores partindo da tonalidade branca. No caso do modelo secundário, o raio tem menor ângulo.

A “pureza” das cores do arco depende do tamanho das gotas de chuva. Grandes quedas (diâmetros de alguns milímetros) fornecem arco-íris brilhantes com tonalidades definidas.

Artigo Escrito por Renato Duarte Plantier

http://www.youtube.com/watch?v=VD_d_OkJ-X0

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