Arco-íris

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Nota: Se procura Arco-Íris, cidade, consulte: Arco-Íris.

[[Imagem:Arco-iris-campinas.jpg|left|thumb|Arco-íris em Campinas, São Paulo.]]

Um arco-íris é um fenômeno ótico ou meteorológico que causa (aproximadamente) um espectro contínuo da luz que aparece no céu quando o sol brilha sobre gotas de chuva. Ele é um arco multicolorido com o vermelho no seu exterior e o violeta em seu interior; a seqüência completa é vermelho, laranja, amarelo, verde, azul, índigo e violeta. Veja também o artigo sobre as cores para informações sobre o espectro de cores do arco-íris.

O efeito do arco-íris pode ser observado sempre que existir gotas de água no ar e a luz do sol estiver brilhando atrás do observador em uma baixa altitude ou ângulo. 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 comum para vermos o arco-íris é perto de cachoeiras.

Física dos arco-íris

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 e sofre nova 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. Desde que a água das gotas de chuva é dispersiva, a grau que a luz solar retorna depende do comprimento de onda (cor). A luz azul retorna em um 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.

O arco-íris não existe realmente como em um local do céu, mas é uma ilusão de ótica 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 até o olho do observador. Estas gotas são percebidas como o arco-íris para aquele observador. Sua posição é sempre na direção oposta do sol com relação ao observador, e o interior é uma imagem aumentada do sol, que aparece ligeiramente menos brilhante que o exterior. O arco é centralizado com a sombra do observador, aparecendo em um ângulo de aproximadamente 40°–42° com a linha entre a cabeça do observador e sua sombra (Isto significa que se o sol está mais alto que 42° o arco-íris está abaixo do horizonte e o arco-íris não pode ser visto a menos que o observador esteja no topo de uma nontanha ou em outro lugar de altura similar. Similarmente é difícil de fotografar o arco completo, o que requer um ângulo de visão de 84°. Para uma câmera de 35 mm, uma lente com com foco de 19 mm ou menos é necessária, entretanto a maioria dos fotógrafos têm lentes de 28 mm.

Algumas vezes, um segundo arco-íris mais fraco é visto fora do arco-íris principal, ele é devido a uma dupla reflexão da luz do sol nas gotas de chuva, e aparece em um ânculo de 50°–53°. Devido à reflexão extra, as cores do arco são invertidas quando comparadas com o arco-íris principal, com o azul no lado externo e o vermelho no interno. De um aeroplano é possível ter a oportunidade de ver o círculo completo do arco-íris, com a sombra do avião ao centro.

Um triplo arco-íris é ainda mais raro de se ver. Uns poucos observadores já relataram a visão de quatro arcos, quando o arco mais externo tem uma aparência pulsante e vibrante.

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, ele fez uma experiência incidindo raios de luz através de uma grande esfera de vidro cheia d'água. Ao medir os ângulos que os raios emergiam, ele concluiu que o primeiro arco era causado por uma única reflexão interna dentro da gota de chuva e que o segundo arco podia ser causado por duas reflexões internas. Ele foi capaz de chegar aos seus resultados a partir da lei de refração (subseqüentemente, mas independente de Snell) e calculou corretamente os ângulos de ambos os arcos. Entretanto, ele 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 pode decompor a luz branca no espectro completo de cores, e com outro pode re-combinar o feixe de luz em luz branca. Ele também demonstrou que a luz vermelha é refratada menos que a azul o que levou a uma completa explicação do efeito ótico do arco-íris.

O arco-íris na mitologia e na religião

O arco-íris tem seu lugar nas lendas devido a sua beleza e dificuldade de explicá-lo antes do tratado das propriedades da luz de Galileu. Na mitologia grega, ele era o caminho feito por uma mensageira (Iris) entre a terra e o céu. O lugar secreto onde os duendes irlandeses escondiam seu pote de ouro é normalmente dito ser no fim do arco-íris. Na mitologia chinesa, o arco-íris era uma abertura no céu fechada pela deusa Nüwa utilizando pedras de sete diferentes cores. Na mitologia hindu, o arco-íris é chamado Indradhanush- significando o arco de Indra, a deusa dos raios e trovões. Na mitologia norueguesa, um arco-íris chamado de a ponte Bifröst conecta o reino de Asgård e Midgård, lares de deuses e homens, respectivamente. No Genesis 9:13 [1], o arco-íris é um sinal do acordo entre Deus e a humanidade. Depois que Noé sobrevive ao dilúvio na estória da arca de Noé Deus enviou um arco-íris para prometer que ele nunca mais enviaria um dilúvio para destruir o mundo.

O arco-íris e a literatura

O arco-íris é também utilizado em muitas estórias contemporâneas, como na música Over the Rainbow no filme musical O Mago de Oz.

Um dos poemas de William Wordsworth...

My heart leaps up when I behold

A rainbow in the sky:

So was it when my life began;

So is it now I am a man;

So be it when I shall grow old,

Or let me die!...

Entretanto, a desconstrução Newtoniana do arco-íris provocou o lamento de John Keats....

Do not all charms fly

At the mere touch of cold philosophy?

There was an awful rainbow once in heaven:

We know her woof, her texture; she is given

In the dull catalogue of common things.

Philosophy will clip an Angel’s wings,

Conquer all mysteries by rule and line,

Empty the haunted air, and gnomed mine -

Unweave a rainbow

Em contraste a estes temos Richard Dawkins; falando sobre seu livro Desvendando o Arco-íris: Ciência, Ilusão e Encantamento .....

"Meu título vem de Keats, que acreditava que Newton tinha destruído toda a poesia do arco-íris ao reduzí-lo a cores prismáticas. Keats não poderia estar mais errado, e meu desejo é guiar todos que estão tentados a uma visão similar, até a conclusão oposta. Ciência é, ou deveria ser, a inspiração para os grandes poetas."

Referências

• Robert Greenler, Rainbows, Halos, and Glories, (1980) ISBN 0-521-38865-1
• David K. Lynch & William Livingston, "Color and Light in Nature", 2nd edition (2001) ISBN 0-521-77504-3
• M.G.J. Minnaert, "Light and Color in the Outdoors", 1995 ISBN 0-387-97935-2
• M. Minnaert, "The Nature of Light and Color in the Open Air", 1973 ISBN 0-486-20196-1

Links externos

• Creation of a false rainbow
• Lez Cowly's Atmospheric Optics
• Beverly T. Lynds' About Rainbows
• Blake Ebersole's Rainbow Science

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