Arco Íris
Ele aparece quando a luz do sol é interceptada por uma gota d'água da atmosfera
Como se forma um arco-íris?
Um arco-íris aparece quando a luz branca do sol é interceptada por uma gota d'água da atmosfera.
Parte da luz é refratada para dentro da gota, refletida no seu interior e novamente refratada para fora da gota.
A luz branca é uma mistura de várias cores.
Quando a luz atravessa uma superfície líquida - no caso, a gota da chuva - ou sólida (transparente), a refração faz aparecer o espectro de cores: violeta, anil, azul, verde, amarelo, laranja e vermelho.
"Quando a luz do sol atravessa um trecho de chuva, ela é refletida e refratada no interior das gotas e devolvida em várias cores ao ambiente", segundo o Departamento de Física da USP.
Mas o arco-íris não existe realmente.
Ele é uma ilusão de óptica cuja posição aparente depende da posição do observador.
Todas as gotas de chuva refratam e refletem a luz do sol da mesma forma, mas somente a luz de algumas delas chega ao olho do observador.
Segundo cientistas, ás vezes é possível que um segundo arco-íris, mais fraco, possa ser visto fora do arco-íris principal.
Esse raro fenômeno ocorre quando há dupla reflexão da luz do sol nas gotas de chuva.
Devido à reflexão extra, as cores do arco são invertidas quando comparadas com o arco-íris principal.
Fonte: www.topografia.ufsc.br
Arco Íris
Como se formam os Arco-Íris?
Algumas pessoas acreditam que debaixo do arco-íris existe um pote de ouro. Ou que atravessá-lo faz com que a pessoa mude de sexo. Isaac Newton, em seu livro "Óptica" mostrou que este fenômeno incrível é explicável pela natureza, o que não tira a crença popular em torno dele. Descubra o que está acontecendo no céu ao vermos arco-íris.
A luz solar incide nas gotas de chuva, e as cores que formam a luz solar refratam-se, formando o arco-íris.
O cientista Isaac Newton provou que a luz branca ao transpassar um prisma de cristal se divide em vários feixes coloridos sendo sete bem visíveis: vermelho, laranja, amarelo, verde, azul, índigo e violeta. Provou ainda que colocando um outro prisma invertido esse feixe colorido reflete a luz branca novamente.
Com isso ele pôde provar que a luz branca é formada com a soma de todas as cores. Esse feixe colorido foi denominado de "Espectro da Luz Solar". Veja na figura ao lado (Figura 1).
A luz do Sol é também conhecida por luz branca. Quando esta luz incide em uma substância mais densa que o ar, a água, por exemplo, as várias cores, citadas acima, se separam. Isto ocorre no arco-íris. A luz solar refrata-se nas gotas de chuva presentes na atmosfera, causando um desvio das diferentes cores, e formando um enorme espectro no céu.
Ao sair do prisma, o ângulo das diferentes componentes do espectro com a direção do raio de sol são diferentes. Ocorrendo o mesmo fenômeno dentro das gotas de água, formam-se arco-íris.
Pode-se observar também que ele ocorre sempre na direção oposta ao Sol, o que indica uma reflexão da luz solar nas gotículas de chuva.
A reflexão na parte externa das gotas não tem efeito, já que a luz se espalha igualmente em todas as direções. O que realmente ocasiona o arco-íris é a reflexão na parte interna da gota de chuva.
É como se cada gotícula agisse como o prisma de Newton.
Concluindo, a partir da descoberta de Newton, pode-se dizer que o caso do arco-íris é um fenômeno natural que aparece devido à dispersão da luz solar quando é refratada nas gotículas de chuva presentes na atmosfera.
Poderia-se até imaginar que após esse processo de reflexão e refração no interior da gota de chuva, os raios emergentes se espalhariam em um intervalo semelhante, não se observando nenhum arco-íris. Porém, quando se observa o traçado de vários raios luminosos, observa-se que quase toda a luz que re-emerge, após uma reflexão, sai formando um ângulo de 42º, em relação à direção do Sol.
Curiosidades
O que poderíamos imaginar é que todas as gotas de água no céu formariam arco-íris, no entanto isto não ocorre, pois somente as gotas que ocupam determinadas posições na atmosfera podem intervir na formação do arco-íris, já que o ângulo da luz proveniente do sol tem que ser de aproximadamente 42º.
É por este motivo que o arco-íris tem essa forma geométrica. Vale lembrar, que se o observador estiver acima da superfície terrestre, de modo que haja gotas também na parte de baixo do observador, pode-se observar um arco-íris em forma de uma circunferência. Quanto mais alto o Sol estiver, menor a parte visível do arco. Se o Sol estiver mais alto que 42°, o arco não é visto, pois fica abaixo do horizonte.
Outro aspecto importante é a formação do arco-íris secundário que é exterior ao primário e tem a seqüência de cores na ordem inversa do arco-íris primário.
Este arco-íris é produzido pela luz que refletiu duas vezes dentro da gota de chuva, antes de emergir, conforme ilustra a foto 1. Há inclusive outros arcos formados pela luz que se reflete três ou quatro vezes no interior da gota. Porém, como isso acontece com uma pequena parcela da luz, esses arcos apresentam baixa intensidade, sendo por este motivo observados muito raramente.
Como o arco, é formado pelo desvio e dispersão da luz do Sol em um número enorme de gotas, só algumas dessas gotas desviam a luz na direção de seus olhos.
Outra pessoa a seu lado verá a luz desviada por outras gotas diferentes, isto é, verá outro arco-íris. Cada um vê seu arco-íris particular e cada um está no vértice de seu próprio arco-íris.
Qual é a distância do arco-íris até você? Qualquer uma, pois qualquer gota situada nas laterais do cone que tem seu olho no vértice pode contribuir para seu arco-íris. As gotas podem estar até bem perto de você, como acontece quando você vê um arco-íris formado pela água espalhada por um dispersor de jardim.
Exemplos
Tomemos como exemplo um raio de luz do sol incidindo sobre uma gota de água que está na nuvem. Esse raio se dispersa em suas cores componentes e cada componente se desvia em um ângulo diferente, mostrando assim, diferentes cores, que formam a luz visível, e estas são as mesmas existentes no arco-íris.
Considerando as componentes vermelho e violeta. A componente violeta se desvia mais que a vermelha. Ao encontrar-se com a superfície interna do prisma uma parte do raio de luz sai, mas outra parte se reflete e continua no prisma até atingir de novo a outra superfície, e desviando-se novamente. Essa luz chega aos olhos humanos.
Com o Sol bem baixo no horizonte, como já vimos no texto acima, o ângulo entre o arco e a horizontal é 42° aproximadamente, um pouco maior para o vermelho e um pouco menor para o violeta. É claro que essa condição é satisfeita para todos os pontos em um cone com vértice no olho do observador e semi-ângulo igual a 42°. Essa é a razão pela qual vemos um arco.
Figura 1 : luz refratada por prisma
Figura 1 : luz refratada por prisma.
Foto 1 : Arco - íris e Arco-íris secundário.
Esquema 1 : Luz incidindo na gota de chuva.
A luz solar incide nas gotas de chuva, e as cores que formam a luz solar refratam-se, formando o arco-íris. Saiba os detalhes na explicação abaixo.
O cientista Isaac Newton provou que a luz branca ao transpassar um prisma de cristal se divide em vários feixes coloridos sendo sete bem visíveis: vermelho, laranja, amarelo, verde, azul, índigo e violeta. Provou ainda que colocando um outro prisma invertido esse feixe colorido reflete a luz branca novamente.
Com isso ele pôde provar que a luz branca é formada com a soma de todas as cores. Esse feixe colorido foi denominado de "Espectro da Luz Solar". Veja na figura ao lado (Figura 1).
A luz do Sol é também conhecida por luz branca. Quando esta luz incide em uma substância mais densa que o ar, a água, por exemplo, as várias cores, citadas acima, se separam. Isto ocorre no arco-íris. A luz solar refrata-se nas gotas de chuva presentes na atmosfera, causando um desvio das diferentes cores, e formando um enorme espectro no céu.
Ao sair do prisma, o ângulo das diferentes componentes do espectro com a direção do raio de sol são diferentes. Ocorrendo o mesmo fenômeno dentro das gotas de água, formam-se arco-íris.
Pode-se observar também que ele ocorre sempre na direção oposta ao Sol, o que indica uma reflexão da luz solar nas gotículas de chuva.
A reflexão na parte externa das gotas não tem efeito, já que a luz se espalha igualmente em todas as direções. O que realmente ocasiona o arco-íris é a reflexão na parte interna da gota de chuva.
É como se cada gotícula agisse como o prisma de Newton.
Concluindo, a partir da descoberta de Newton, pode-se dizer que o caso do arco-íris é um fenômeno natural que aparece devido à dispersão da luz solar quando é refratada nas gotículas de chuva presentes na atmosfera.
Poderia-se até imaginar que após esse processo de reflexão e refração no interior da gota de chuva, os raios emergentes se espalhariam em um intervalo semelhante, não se observando nenhum arco-íris. Porém, quando se observa o traçado de vários raios luminosos, observa-se que quase toda a luz que re-emerge, após uma reflexão, sai formando um ângulo de 42º, em relação à direção do Sol.
Curiosidades
O que poderíamos imaginar é que todas as gotas de água no céu formariam arco-íris, no entanto isto não ocorre, pois somente as gotas que ocupam determinadas posições na atmosfera podem intervir na formação do arco-íris, já que o ângulo da luz proveniente do sol tem que ser de aproximadamente 42º. É por este motivo que o arco-íris tem essa forma geométrica. Vale lembrar, que se o observador estiver acima da superfície terrestre, de modo que haja gotas também na parte de baixo do observador, pode-se observar um arco-íris em forma de uma circunferência. Quanto mais alto o Sol estiver, menor a parte visível do arco. Se o Sol estiver mais alto que 42°, o arco não é visto, pois fica abaixo do horizonte.
Outro aspecto importante é a formação do arco-íris secundário que é exterior ao primário e tem a sequência de cores na ordem inversa do arco-íris primário.
Este arco-íris é produzido pela luz que refletiu duas vezes dentro da gota de chuva, antes de emergir, conforme ilustra a foto 1. Há inclusive outros arcos formados pela luz que se reflete três ou quatro vezes no interior da gota. Porém, como isso acontece com uma pequena parcela da luz, esses arcos apresentam baixa intensidade, sendo por este motivo observados muito raramente.
Como o arco, é formado pelo desvio e dispersão da luz do Sol em um número enorme de gotas, só algumas dessas gotas desviam a luz na direção de seus olhos.
Outra pessoa a seu lado verá a luz desviada por outras gotas diferentes, isto é, verá outro arco-íris. Cada um vê seu arco-íris particular e cada um está no vértice de seu próprio arco-íris.
Qual é a distância do arco-íris até você? Qualquer uma, pois qualquer gota situada nas laterais do cone que tem seu olho no vértice pode contribuir para seu arco-íris. As gotas podem estar até bem perto de você, como acontece quando você vê um arco-íris formado pela água espalhada por um dispersor de jardim.
Exemplos
Tomemos como exemplo um raio de luz do sol incidindo sobre uma gota de água que está na nuvem. Esse raio se dispersa em suas cores componentes e cada componente se desvia em um ângulo diferente, mostrando assim, diferentes cores, que formam a luz visível, e estas são as mesmas existentes no arco-íris. Veja o esquema (Esquema 1) na seção ao lado Figuras.
Considerando as componentes vermelho e violeta. A componente violeta se desvia mais que a vermelha. Ao encontrar-se com a superfície interna do prisma uma parte do raio de luz sai, mas outra parte se reflete e continua no prisma até atingir de novo a outra superfície, e desviando-se novamente. Essa luz chega aos olhos humanos.
Com o Sol bem baixo no horizonte, como já vimos no texto acima, o ângulo entre o arco e a horizontal é 42° aproximadamente, um pouco maior para o vermelho e um pouco menor para o violeta. É claro que essa condição é satisfeita para todos os pontos em um cone com vértice no olho do observador e semi-ângulo igual a 42°. Essa é a razão pela qual vemos um arco.
Bárbara Gaspar
Nina Valentini
Fonte: intra.vila.com.br
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