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Arco-Íris

 

Arco-Íris - O que é

Arco-Íris
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Um arco-íris é um fenômeno meteorológico que é causado por reflexão, refração e dispersão de luz em gotas de água, resultando em um espectro de luz aparecendo no céu.

Uma das mais esplêndidas obras-primas da natureza é o arco-íris.

Um arco-íris é uma demonstração excelente da dispersão de luz e mais uma evidência de que a luz visível é composta por um espectro de comprimentos de onda, cada um associado com uma cor distinta.

Cada gota individual de água atua como um pequeno prisma que tanto dispersa a luz e reflete de volta para o seu olho. Como você vista para o céu, comprimentos de onda de luz associados com uma cor específica chegar ao seu olho a partir da coleção de gotículas.

Um arco-íris é mais frequentemente visto como um arco circular no céu. Um observador no chão observa um semi-círculo de cor com vermelho sendo a cor percebida no exterior ou no topo do arco.

O círculo (ou semi-círculo) resulta porque há uma coleção de gotículas suspensas na atmosfera que são capazes concentrar a luz dispersa em ângulos de desvio de 40-42 graus em relação ao caminho original da luz do sol. Essas gotículas formam efetivamente um arco circular, com cada gota dentro do arco de dispersão de luz e refletindo-lo de volta para o observador. Cada gota dentro do arco é refração e dispersão de todo o espectro da luz visível

Arco-Íris - Como se forma

Arco-Íris
O Arco-Íris aparece quando a luz do sol é interceptada por uma gota d'água da atmosfera

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.

Arco-Íris
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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".

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.

Arco-Íris

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.

Arco-Íris
Figura 1 : luz refratada por prisma

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Figura 1 : luz refratada por prisma.

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Foto 1 : Arco - íris e Arco-íris secundário.

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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 (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. 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.

Arco-Íris - Cores

Arco-Íris
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Diante dessa pergunta, parece óbvio que a única resposta possível é sete.

De fato, aprendemos na escola que as sete cores do arco-íris são vermelho, laranja, amarelo, verde, azul, anil e violeta. Isso parece óbvio não só para nós brasileiros mas para outros povos também. Por exemplo, o sábio inglês Isaac Newton descobriu que a luz branca é composta de sete cores ao fazer passar um raio de sol por um prisma de vidro.

A seguir, pintou um disco de papelão com as sete cores do arco-íris e, ao girá-lo bem depressa, o disco se tornava branco. Assim sendo, não nos parece apenas óbvio mas sobretudo parece ser uma lei da natureza que o espectro da luz visível possua sete cores. Essas cores recebem diferentes nomes em cada língua, mas são sempre sete.

No entanto, quando os europeus passaram a estudar a fundo outras culturas, bem diferentes da sua, tiveram uma surpresa: viram que o que parece óbvio nem sempre é tão óbvio assim. Existe na Libéria, África, uma população chamada bassa, para quem o arco-íris tem apenas duas cores, que eles chamam de ziza e hui.

Ou seja: o que para nós ocidentais, falantes de línguas européias, são cores diferentes, para os bassa da Libéria são tons de uma mesma cor.

Assim, vermelho, laranja e amarelo são para eles três tonalidades de ziza. A distinção entre essas tonalidades se dá por meio de certos adjetivos. Assim, vermelho é ziza escuro, amarelo é ziza claro, e assim por diante.

O que esse exemplo nos mostra é que as diferentes línguas não são meros conjuntos de rótulos que damos às coisas, de tal modo que, quando passamos de uma língua a outra, apenas mudamos os rótulos das coisas; na verdade, as línguas não dão nomes diferentes aos mesmos objetos, mas, antes, dão nomes diferentes a objetos diferentes.

O fato é que a natureza, tal qual ela é, isto é, independente do modo como o ser humano a vê, é uma realidade contínua, que não possui divisões arbitrárias.

Poderíamos dizer que, quando Deus criou o mundo, não colocou etiquetas assinalando onde termina uma coisa e onde começa outra. Não há nenhuma placa ou outro sinal qualquer indicando onde um curso d’água deixa de ser um córrego e passa a ser um rio.

Da mesma forma, o arco-íris não tem nem duas nem sete cores: o espectro da luz visível é composto de uma infinidade de ondas eletromagnéticas, cada uma com sua freqüência específica.

Somos nós, humanos, que tomamos esse espectro contínuo de freqüências de onda e o dividimos em faixas, correspondentes às diversas “cores”. Por isso, é natural que cada povo, com sua cultura particular, divida a natureza de forma diferente.

O que para um brasileiro é apenas noite para um inglês pode ser evening ou night, e esses dois termos não são sinônimos em inglês. Evening é o período do dia que começa ao pôr do sol e dura até a hora de ir dormir. A partir de então e até a alvorada do dia seguinte, temos night. Para um brasileiro, a noite começa ao pôr do sol de um dia e vai até a alvorada do dia seguinte.

É por isso que um inglês diz good evening ao chegar a uma recepção noturna e good night ao retirar-se, enquanto um brasileiro diz simplesmente boa noite tanto ao chegar quanto ao sair.

Ainda em inglês, aqueles animais que nós, falantes do português, chamamos de macacos classificam-se em monkeys e apes segundo a sua espécie. Desse modo, o mico e o chimpanzé são monkeys; já o orangotango e o gorila são apes. De um modo geral, poderíamos dizer que macacos pequenos são monkeys, ao passo que os grandes primatas — com exceção do homem, é claro — são apes.

No entanto, um mico gigante (se existisse algum) continuaria sendo um monkey, assim como um gorila anão seria um ape, não obstante o seu tamanho. Isso mostra que, para os ingleses, monkeys e apes são animais diferentes e não apenas tamanhos diferentes de um mesmo animal.

O que ocorre é que cada língua reflete uma particular visão de mundo, própria de cada cultura. O que para um brasileiro é apenas gelo recebe, entre os esquimós, mais de dez nomes diferentes conforme a consistência e a espessura. Numa região em que conhecer os diversos tipos de gelo pode significar a diferença entre a vida e a morte, é perfeitamente compreensível que a análise lingüística da água solidificada seja muito mais detalhada do que num país tropical como o nosso.

Essa diferente análise da natureza feita por cada língua é chamada pelos lingüistas de recorte cultural. Desse modo, brasileiros e esquimós “recortam” a água solidificada de maneiras diferentes, assim como diferentes povos “recortam” o arco-íris de formas diferentes.

O lingüista francês Émile Benveniste usou uma bela figura para explicar o recorte cultural: para ele, a natureza é como a superfície da água de um lago, acima da qual se estende uma rede de pesca num dia de sol. A rede não é mergulhada na água, mas apenas mantida acima dela a uma certa altura, por isso não a recorta realmente, apenas projeta sua sombra sobre a superfície da água.

Ora, o que as línguas fazem é exatamente projetar sobre a realidade à nossa volta a “sombra” de uma rede semântica que divide hipoteticamente essa realidade em conceitos distintos. Por essa razão, aprender uma outra língua nos ajuda a abrir nossa visão, a ver a realidade com outros olhos e, conseqüentemente, a nos tornarmos menos etnocêntricos e mais capazes de perceber a beleza que existe em culturas muito diversas da nossa.

Em outras palavras, aprender novas línguas nos faz menos arrogantes em relação a outros povos, mais tolerantes com as diferenças e mais solidários.

Outra conseqüência das diferentes visões de mundo existentes é que quase nunca a tradução entre línguas é perfeita. Lógico que entre idiomas próximos como o português e o espanhol há pouca dificuldade de tradução (embora, nem por isso, brasileiros e argentinos deixem de cometer gafes ao tentar se comunicar na mesma língua), mas como traduzir um texto específico de uma realidade numa língua pertencente a uma realidade diferente?

Como traduzir um manual de informática em latim ou dar uma palestra sobre física nuclear em ianomâmi?

Obviamente isso é impossível, o que mostra, mais uma vez, que o que parece óbvio nem sempre o é.

Arco-Íris - Fenômeno

Arco-Íris
Arco-Íris

A natureza exerce enorme fascínio sobre os homens que sempre tentaram conhecê-la e interpretá-la.

Um dos mais belos fenômenos naturais, facilmente observável, é o arco-íris.

Um efeito luminoso enigmático para quem não compreende a natureza da luz e cercado por mitos. Por exemplo, a tradição européia diz que nas extremidades do arco-íris há potes com ouro e a tradição brasileira diz que quem passar por baixo do arco-íris muda de sexo. Pode-se afirmar qualquer coisa, pois o arco-íris não tem extremidades e nem é possível passar por baixo dele.

O fenômeno do arco-íris foi explicado por Isaac Newton, um dos físicos mais famosos de todos os tempos, que viveu na Inglaterra de 1642 a 1727. Ele lançou as bases da mecânica clássica, também chamada newtoniana, que explica o movimento dos corpos. Introduziu a noção de gravitação universal e calculou a aceleração da gravidade terrestre. Paralelamente a Leibniz, ele desenvolveu a teoria do cálculo diferencial. Também estudou a luz e tratou-a como onda, introduzindo o conceito de freqüência.

Newton explicou a natureza do arco-íris. Depois disso, em 1820, Keats, um importante poeta inglês, ficou indignado com o fato de haver explicação natural para um fenômeno tão belo e envolto em misticismo. O poeta em seus versos acusou Newton de destruir a "poesia do arco-íris"!

Isaac Newton criou um arco-íris num quarto escuro. Um pequeno buraco num anteparo deixava passar um raio de sol. No caminho dessa luz, colocou um prisma de vidro transparente que refratava (mudava a direção) do raio de sol por um ângulo, assim que ele penetrava no vidro, e depois novamente quando passava pela face mais distante para voltar ao ar. Quando a luz batia na parede do fundo do quarto de Newton, as 7 cores do espectro ficavam claramente evidentes.

Newton não foi o primeiro a criar um arco-íris artificial com um prisma, mas foi o primeiro a usá-lo para demonstrar que a luz branca é uma mistura de diferentes cores.

O prisma as separa, inclinando-as por diferentes ângulos: o azul por um ângulo mais agudo que o vermelho; o verde, o amarelo e o laranja por ângulos intermediários.

Arco-Íris
O prisma separa um raio de luz branca nas diferentes cores do espectro

Algumas pessoas pensavam que o prisma mudava a qualidade da luz, dando cores a ela, ao invés de separar as cores de uma mistura já existente. Newton decidiu a questão com dois experimentos em que a luz passava por um segundo prisma. Inicialmente ele colocou, depois do primeiro prisma, uma fenda que deixava passar apenas uma pequena parte do espectro, digamos, a porção vermelha. Quando essa luz vermelha era novamente refratada por um segundo prisma, aparecia apenas luz vermelha. Isso demonstrava que a luz não é qualitativamente alterada por um prisma, apenas separada em componentes que estariam normalmente misturados. Em seu outro experimento decisivo, Newton virou o segundo prisma de cabeça para baixo. As cores do espectro que haviam sido desdobradas pelo primeiro prisma voltaram a ser reunidas pelo segundo. O que apareceu foi a luz branca reconstituída.

A maneira mais fácil de compreender o espectro é pela teoria da luz como onda. O importante sobre as ondas é que nada realmente viaja todo o percurso da fonte ao destino. O movimento que se produz é local e em pequena escala. O movimento local desencadeia o movimento no próximo trecho local, e assim por diante, ao longo de toda a linha, como a famosa "ola" ("onda", em espanhol) dos estádios de futebol.

O que ocorre num prisma de vidro ou em uma gota de chuva para dividir a luz branca em suas cores separadas? E, por que os raios de luz são desviados pelo vidro e pela água? A mudança resulta de um retardamento da luz, enquanto ela se move do ar para dentro do vidro (ou da água). Ela acelera de novo quando sai do vidro.

Como é que isso pode ocorrer se Einstein demonstrou que a velocidade da luz é a grande constante física do universo e que nada pode se mover mais rápido? A resposta é que a lendária velocidade da luz, representada pelo símbolo c, só é alcançada no vácuo. Quando se desloca por uma substância transparente como vidro ou água, a luz é retardada por um fator conhecido como o "índice de refração" dessa substância. É também retardada no ar, mas com menos intensidade.

Entretanto, por que a diminuição da velocidade se traduz numa mudança de ângulo? Se o raio de luz aponta perpendicularmente para dentro de um bloco de vidro, ele vai continuar no mesmo ângulo (rumo à frente), mas retardado. Entretanto, se ele entra na superfície por um ângulo oblíquo, é refratado para um ângulo mais aberto, quando começa a se deslocar mais devagar.

O índice de refração de uma substância, digamos do vidro ou água, é maior para a luz azul que para a vermelha. Seria possível pensar que a luz azul é mais lenta que a vermelha, emaranhando-se na moita de átomos do vidro e da água, por causa de seu pequeno comprimento de onda. A luz de todas as cores se emaranha menos entre os átomos mais esparsos do ar, mas a azul ainda se desloca mais devagar do que a vermelha.

No vácuo, onde não há átomos, a luz de todas as cores tem a mesma velocidade: o grande e universal máximo c.

As gotas de chuva têm um efeito mais complicado do que o prisma de Newton. Sendo aproximadamente esféricas, sua superfície posterior age como um espelho côncavo. Assim, elas refletem a luz do sol depois de refratá-la, sendo essa a razão pela qual vemos o arco-íris na parte do céu oposta ao Sol.

Imagine que você se acha com as costas viradas para o Sol, olhando para a chuva, de preferência com um pano de fundo sombrio. Não veremos um arco-íris se o Sol estiver mais alto no céu do que 42 graus acima do horizonte. Quanto mais baixo o Sol, mais elevado o arco-íris. Quando o sol nasce pela manhã, o arco-íris, se houver algum visível, se põe. Quando o Sol se põe no entardecer, o arco-íris se eleva. Assim, vamos assumir que é de manhã cedo ou no fim da tarde. Vamos pensar numa gota de chuva particular como uma esfera. O Sol está atrás e um pouco acima de você, e a sua luz entra na gota de chuva.

Na fronteira do ar com a água, a luz é refratada e os diferentes comprimentos de onda que formam a luz do Sol são inclinados em diferentes ângulos, como no prisma de Newton. As cores desdobradas passam pelo interior da gota de chuva até atingirem a parede côncava do outro lado, onde são refletidas de volta e para baixo. Elas saem de novo da gota de chuva, e algumas acabam em nosso olho. Quando voltam a passar da água para o ar, são refratadas novamente, sendo as diferentes cores mais uma vez inclinadas em ângulos diferentes.

Arco-Íris
Arco-Íris

Assim, um espectro completo – vermelho, laranja, amarelo, verde, azul, anil e violeta – se origina da nossa única gota de chuva, e outros semelhantes se originam das outras gotas de chuva nos arredores.

Mas, de qualquer gota de chuva, apenas uma pequena parte do espectro atinge o nosso olho. Se o olho recebe um raio de luz verde de uma gota de chuva particular, a luz azul daquela gota de chuva passa acima do olho, e a luz vermelha passa por baixo. Assim, por que vemos um arco-íris completo?

Porque há muitas gotas de chuva diferentes. Uma faixa de milhares de gotas de chuva está lhe dando a luz verde (e ao mesmo tempo a luz azul para alguém que esteja adequadamente colocado acima de você, e ao mesmo tempo a luz vermelha para outra pessoa abaixo de você).

Outra faixa de milhares de gotas de chuva está lhe dando a luz vermelha (e a luz azul para outra pessoa...), outra faixa de milhares de gotas de chuva está lhe dando a luz azul, e assim por diante. As gotas de chuva que lhe transmitem a luz vermelha estão todas a uma distância fixa de você – razão pela qual a faixa vermelha é curvada (você está no centro do círculo).

As gotas de chuva que lhe transmitem a luz verde também estão a uma distância fixa de você, mas é uma distância menor.

Assim, o círculo em que você se acha tem um raio menor, e a curva verde se encontra dentro da curva vermelha. A curva azul vai então estar dentro da verde, e todo o arco-íris é construído como uma série de círculos com você no centro. Os outros observadores verão arco-íris diferentes, neles centrados.

Assim, ao invés do arco-íris estar fixado num "lugar" particular, há tantos arco-íris quantos olhos contemplando a tempestade. Olhando para a mesma chuva de lugares diferentes, observadores diferentes vão formar seus arco-íris separados usando a luz de diferentes grupos de gotas de chuva.

O poeta inglês indignou-se por Newton ter explicado o arco-íris, mas, para muitos, a Natureza fica sempre mais bela quanto melhor compreendida.

Fonte: www.topografia.ufsc.br/intra.vila.com.br/www.academiadeciencia.org.br

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