Entenda o processo de formação do Arco Íris

Você conhece o processo de formação do Arco Íris? Basicamente, o arco-íris é um fenômeno óptico que provoca a refração da luz, isto é, o fenômeno é capaz de separar a luz do sol em seu espectro contínuo, à medida que ela reflete sobre gotículas de água na atmosfera, formando um espectro de luzes ou cores.

Em consequência da capacidade limitada de distinção de cores pela visão humana, o arco-íris é resumido em sete pigmentações visíveis: vermelho, laranja, amarelo, verde, azul, anil e violeta, no entanto, dentro de um arco-íris, existe uma infinidade de cores e tons. Algumas pessoas só consigam enxergar cinco delas. 

As cores do arco-íris foram simplificadas pelo físico inglês Isaac Newton. Uma curiosidade interessante sobre isso, é que, apesar de ter admitido que só conseguiu ver cinco, Newton acrescentou mais duas cores para fazer analogia com as sete notas musicais.

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Entenda o processo de formação do arco íris
Entenda o processo de formação do Arco Íris

Conceituação teórica

Os primeiros estudos sobre o fenômeno ocorreram a partir da experiência de René Descartes, no ano de 1637. A experiência consistia em incidir raios de luz através de uma grande esfera de vidro cheia de água de forma que pudesse medir os ângulos que os raios emergiam e concluir que o primeiro arco era causado por uma única reflexão interna dentro da gota de água, e que o segundo arco podia ser causado por duas reflexões internas.

Com o auxílio da lei da refração, Descartes calculou corretamente os ângulos dos dois arcos, mas os experimentos sobre a formação do arco-íris realizados por Descartes não foram suficientes para explicar suas cores. Isaac Newton, foi o primeiro a demonstrar que a luz branca era composta por todas as pigmentações do arco-íris, conseguindo então formular a estrutura das cores.

Entenda o processo de formação do arco íris
Entenda o processo de formação do Arco Íris

No experimento de Newton, foi utilizado um prisma de vidro para decompor a luz branca no espectro completo de cores e, com auxílio outro prisma, foi possível recombinar o feixe de luz em luz branca. O experimento demonstrou que a luz vermelha é menos refratada do que a azul, o que levou a completa explicação do efeito óptico do arco-íris. 

Outro efeito da Física que explica a composição do arco-íris é a polarização. Ele ocorre devido às reflexões dentro das gotículas de águas, que são corpos transparentes. De modo que, a polarização é total quando o raio refletido for perpendicular ao raio refratado.

Segundo a lei de Brewster, para haver polarização por reflexão em corpos transparentes o grau de polarização deve variar conforme o ângulo de incidência, comprimento da onda da luz e pelo par de meios transparentes por onde passa.

Entenda o processo de formação do arco íris
Entenda o processo de formação do Arco Íris

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Como ocorre a formação do Arco Íris

A formação do fenômeno ocorre quando uma luz branca é interceptada por uma gotícula de água. Quando ocorre a interceptação uma parte da luz solar é refratada para dentro da gota, refletida em seu interior e refratada novamente para fora da gota, formando o espectro de cores.

Considerando que a luz branca é, na realidade, a mistura de várias cores, é possível compreender porque ela faz aparecer o espectro de cores ao atravessar uma superfície líquida ou uma superfície sólida transparente. Esse fenômeno acontece pois um lado da onda de luz desacelera antes do outro, causando a separação das cores de acordo com a frequência.   

Entenda o processo de formação do arco íris
Entenda o processo de formação do Arco Íris

Além de ocorrer na natureza, o fenômeno pode ser reproduzido através da refração de luz por um prisma de vidro, como Newton utilizou. A refração é o processo de desvio do feixe de luz ao passar de um meio material para outro. Os meios transparentes e translúcidos, meios materiais capazes de propagar luz, apresentam um índice de refração que varia de acordo com suas características.

Ao atravessar do ar para a água, a luz passa pelo processo de refração, uma vez que o índice de refração dos meios possuem valores diferentes, fazendo com que a velocidade da luz seja diferente nos dois meios. Dessa forma, as gotas de chuva funcionam como um prisma natural, pois elas também possuem seu índice de refração.

Curiosidades: a lenda do arco-íris

A lenda irlandesa conta que duendes, chamados de Leprechauns, guardam potes de ouro no final dos arco-íris. O mito se popularizou por todo o mundo, e explicaria o porque de nunca conseguirmos chegar ao final dos arco. Cientificamente falando, sabemos que não é assim que funciona, mas a cunho de curiosidade, é interessante conhecer a mitologia.

Dizem que muito tempo atrás, os Vikings que viviam na Irlanda, saqueavam o que queriam em suas guerras e depois enterravam os seus tesouros obtidos nas conquistas pelos campos. Quando eles eventualmente partiram da Ilha Esmeralda, eles inadvertidamente deixaram para trás alguns de seus saques, que os Leprechauns encontraram. Os Leprechauns sabiam que os Vikings tinham conseguido seus tesouros por meio de guerras e saques, o que consideravam errado. Isso fez com que os Leprechauns desconfiassem de todas as pessoas, vikings ou não.

E para garantir que nenhum humano pudesse tomar o que eles agora consideravam seu tesouro, os Leprechauns reenterraram os tesouros em vasos subterrâneos profundos por toda a ilha. E, desde então, quando os arco-íris aparecem, eles sempre terminam em um local onde um pote de ouro de Leprechaun está enterrado. 

FAQ – Perguntas frequentes

Por que o arco-íris tem 7 cores?

O arco-íris aparece em sete cores porque as gotas de água dividem a luz branca nas sete cores do espectro (violeta, anil, azul, verde, amarelo, laranja e vermelho). Essas luzes dispersas seguem diferentes direções dentro de cada gotícula

Quando se forma o Arco-íris?

O arco-íris surge quando o Sol ilumina a umidade suspensa no ar, após uma chuvarada, por exemplo. Quando um raio bate na borda de uma gotinha de água ou de vapor, a luz branca do Sol é desviada e se decompõe nas sete cores que compõem seu espectro: vermelho, laranja, amarelo, verde, azul, anil e violeta.

Qual a função do arco-íris?

Um arco-íris (também popularmente denominado arco-da-velha) é um fenômeno óptico e meteorológico que separa a luz do sol em seu espectro (aproximadamente) contínuo quando o sol brilha sobre gotículas de água suspensas no ar. É um arco multicolorido com o vermelho em seu exterior e o violeta em seu interior.

Tem ouro no final do Arco-íris?

Diz uma lenda irlandesa que existe um pote de ouro no final do arco íris. … Se a sua resposta for sim, sinto te decepcionar… o arco íris não tem fim… e por consequência não há pote de ouro. Pois o arco-íris é um fenômeno em que a luz solar se refrata em uma gota de chuva e tem um comportamento prismal.

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