Todos que possuem visão conhecem um arco-íris, mas a grande maioria provavelmente nunca viu sua forma real: um círculo completo. Isso mesmo, nas condições ideais podemos enxergar um círculo perfeito formado pelas sete cores típicas desse fenômeno óptico.
Arco-íris acontecem quando a luz branca (aquela do Sol, por exemplo) encontra uma gota de água no formato aproximadamente esférico. O raio entra na gota, reflete no outro lado e sai por um ponto em um ângulo específico antes de chegar até o observador.
Nesse processo, a luz branca é dividida em todas as sete cores visíveis, porque dentro de um meio ela diminui de velocidade. Sabemos que a luz viaja no vácuo a 300.000 km/s e que essa velocidade jamais mudará, mas os fótons ficam mais lentos quando atravessam um meio.
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Quando a luz do Sol entra em nossa atmosfera e atravessa o ar, por exemplo, ela perde 0,03% de sua velocidade. Já quando viaja através da água, a velocidade luz é reduzida em 25%. Entretanto, essas porcentagens são apenas uma média, já que cada cor que compõe a luz branca desacelera em taxas diferentes.
O espectro visível da luz é bem pequeno e possui apenas sete cores facilmente distinguíveis, embora haja mudanças bem graduais entre uma cor e outra. Por exemplo, entre o azul e o verde existe uma gama de tonalidades como o azul piscina e o verde água.
Para fins práticos, o espectro é geralmente dividido nas sete cores principais, cada uma apresentando um comprimento de onda diferente. Quanto maior esse comprimento, mais próximo do vermelho; quanto menor o comprimento, mais próximo do violeta. Todas essas cores juntas formam a luz branca.
Acontece que, ao atravessar um meio, como a gota de água, cada comprimento de onda da luz branca desacelera em velocidades diferentes. Isso significa que a luz violeta desacelera um pouco mais do que a luz vermelha, e isso acaba separando as sete cores da luz branca.
É exatamente isso que ocorre nas gotículas de água quando aparece um arco-íris, mas há outras coisas envolvidas. Uma delas é o ângulo correto para um observador se posicionar em relação ao Sol durante uma chuva para que veja o fenômeno, e aqui a geometria é importante.
(Imagem: Reprodução/RP Science)
No caso das gotas de água, a separação das cores ocorre de modo bem específico: são sempre 42° para luz vermelha e 40° para luz violeta, enquanto o resto do espectro de cores preenche os espaços intermediários, entre esses dois valores.
Outro detalhe que determina o formato do arco-íris aparecerá para você é a posição do Sol. Se ele estiver muito acima do horizonte, apenas uma pequena parte do arco será visível, perto do horizonte. Se o Sol estiver 42° acima do horizonte, simplesmente não haverá nenhum arco-íris para admirar.
Por outro lado, quando o Sol está bem próximo do horizonte, vemos um arco completo e enorme no céu. Por isso, os arco-íris que acontecem perto do pôr do Sol são os mais espetaculares.
Seguindo essa lógica — quanto mais baixo estiver o Sol, mais alto e completo o arco-íris — se a Terra fosse completamente transparente e os raios solares pudessem atravessá-la após o pôr do Sol, veríamos a verdadeira forma do arco-íris. Como isso não é possível, temos que encontrar outra maneira.
Uma das possibilidades é voar durante uma chuva e olhar para o lado oposto do Sol. Haverá uma área correspondendo aos ângulos necessários formados pelo alinhamento entre o Sol e seus olhos. Mas se não puder voar em um balão ou mesmo um avião durante uma chuva no horário correto, podemos usar a mangueira de jardim.
Já aconteceu com muitos: ao ligar a mangueira com o jato no modo de “spray”, virado para o lado oposto ao Sol, um arco-íris apareceu. Mas não parece fácil formar o arco completo, pior ainda se tentarmos ver o círculo inteiro.
Bem, há um truque simples para resolver o problema. De costas para o Sol, abra a mangueira no modo spray e aponte o jato para a sombra de sua cabeça no chão. Controle o spray de modo que as partículas se estendam por mais de 42° a partir de sua linha de visão, em todas as direções.
Se estiver confuso, basta imaginar uma linha reta entre a ponta da mangueira e a sombra da sua cabeça. Partindo dessa linha imaginária, tente calcular cerca de 42° à esquerda e, depois, 42° à direita. O resultado será um ângulo de quase 90° onde você é o vértice. Se o spray abranger esses 84°, você verá o círculo-íris!
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Fonte: Canaltech
