O arco-íris.

Publicado a 18/11/2011, 08:21 por Nuno Botelho   [ atualizado a 18/11/2011, 08:33 ]
Um 
arco-íris é um fenómeno ótico e meteorológico que separa a luz do sol, num espetro (aproximadamente) contínuo, quando o sol brilha sobre gotas de água existentes na atmosfera (por isso ser observável quando o tempo está com pequenos aguaceiros mas pouco nublado) . É um arco multicolorido com o vermelho no seu exterior e o violeta em seu interior; a ordem completa é vermelholaranjaamareloverdeazul,anil violeta. No entanto, a grande maioria das pessoas consegue discernir apenas seis cores, e o próprio Newton viu apenas cinco cores, tendo adicionado mais duas apenas para fazer analogia com as sete notas musicais.

O efeito do arco-íris pode ser observado sempre que existir gotas de água no ar e a luz do sol estiver a brilhar acima do observador e a baixa altitude. O mais espetacular arco-íris aparece quando metade do céu ainda está escuro com nuvens de chuva e o observador está em um local com céu claro. Outro local propício à apreciação do arco-íris é perto de quedas de água ou aspersores de rega.

A aparência do arco-íris é causada pela dispersão da luz do sol que sofre refração pelas (aproximadamente esféricas) gotas de chuva.

A luz sofre uma refração inicial quando penetra na superfície da gota de chuva, dentro da gota ela é refletida (reflexão interna total), e finalmente volta a sofrer refração ao sair da gota. O efeito final é que a luz que entra é refletida em uma grande variedade de ângulos, com a luz mais intensa a um ângulo de cerca de 40°– 42°, independente do tamanho da gota. Uma vez que a água das gotas de chuva é dispersiva, o ângulo que a luz solar forma ao retornar depende, principalmente, do comprimento de onda/frequência da radiação. A luz azul é refletida num ângulo maior que a luz vermelha, mas devido a reflexão interna total da luz na gota de chuva, a luz vermelha aparece mais alta no céu, e forma a cor mais externa do arco-íris.

A primeira explicação teórica precisa do arco-íris foi feita por Descartes em 1637. Sabendo que o tamanho das gotas de chuva não pareciam afetar o arco-íris observado, Descartes fez uma experiência incidindo raios de luz através de uma grande esfera de vidro cheia de água. Ao medir os ângulos a que os raios emergiam, Descartes concluiu que o primeiro arco formado devia-se a uma única reflexão interna dentro da gota de chuva e que o segundo arco podia ser causado por duas reflexões internas. Descartes foi capaz de chegar aos seus resultados a partir da lei de refração (em consequência, mas independentemente da Snell) e calculou corretamente os ângulos de ambos os arcos. Entretanto, Descartes não foi capaz de explicar as cores.


Isaac Newton foi o primeiro a demonstrar que a luz branca era composta da luz de todas as cores do arco-íris; com um prisma de vidro, conseguiu decompor a luz branca no espetro completo de cores e, com outro prisma, recombinou as diferentes cores de modo a obter novamente o feixe de luz branca. Também demonstrou que a luz vermelha é menos refratada (sofre um desvio menor) que a luz azul o que levou a uma completa explicação do efeito ótico do arco-íris.´


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Arco-íris (na Wikipédia)      Luz            Cor            Um arco-íris de muita felicidade (do blog Fíkica na Rede).

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