Arco-íris em Jasper National Park, Alberta, Canadá.
Em crenças populares, no início de um arco-íris,
estariam escondidos diversos tesouros
Em crenças populares, no início de um arco-íris,
estariam escondidos diversos tesouros
Um arco-íris é um fenómeno óptico e meteorológico que separa a luz do sol no seu espectro (aproximadamente) contínuo quando o sol brilha sobre gotas de chuva. Ele é um arco multicolorido com o vermelho no seu exterior e o violeta no seu interior; a sequência completa é vermelho, laranja, amarelo, verde, azul, anil (ou índigo) e violeta.
Para ajudar a lembrar a sequência de cores do arco-íris, usa-se a mnemónica: «Vermelho lá vai violeta», em que l,a,v,a,i (lá vai) representam a sequência intermédia laranja, amarelo, verde, azul,índigo.
O efeito do arco-íris pode ser observado sempre que existir gotas de água no ar e a luz do sol estiver brilhando acima do observador numa baixa altitude ou ângulo. O mais espectacular arco-íris aparece quando metade do céu ainda está escuro com nuvens de chuva e o observador está num local com céu claro. Outro local comum para vermos o arco-íris é perto de cachoeiras (quedas de água, cascatas, cataratas e os saltos).
Física dos arco-íris
A aparência do arco-íris é causada pela dispersão da luz do sol que sofre refracção pelas (aproximadamente esféricas) gotas de chuva. A luz sofre uma refracção inicial quando penetra na superfície da gota de chuva. Dentro da gota ela é reflectida (reflexão interna total), e finalmente volta a sofrer refracção ao sair da gota. O efeito final é que a luz que entra é reflectida numa grande variedade de ângulos, com a luz mais intensa num ângulo de cerca de 40°–42°, independente do tamanho da gota. Desde que a água das gotas de chuva é dispersiva, o grau que a luz solar retorna depende do comprimento de onda e da frequência, principalmente. A luz azul retorna num ângulo maior que a luz vermelha, mas devido à 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 num local do céu, mas é uma ilusão de óptica cuja posição aparente depende da posição do observador. Todas as gotas de chuva refractam e reflectem 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. A sua posição é sempre nadirecção oposta do sol em 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 num ângulo de aproximadamente 40°–42° com a linha entre a cabeça do observador e a 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 montanha 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 câmara de 35 mm, é necessária uma lente com foco de 19 mm ou menos; entretanto a maioria dos fotógrafos têm lentes de 28 mm.
Podemos ver arco-íris de diferentes «tamanhos» porque, para estimar a sua largura, o nosso cérebro só tem como informação a dimensão do ângulo de visão que lhe corresponde. Se perto da imagem dele existirem objectos longínquos, como montanhas, o arco-íris parecerá maior. Se o arco-íris estiver perto de objectos menos distantes, parecerá menor. É, fundamentalmente, a mesma ilusão que faz com que a Lua, o Sol ou as constelações pareçam maiores quando estão perto do horizonte.
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 num ângulo 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 pelo filósofo, físico e matemático francês, Descartes, em 1637. Sabendo que o tamanho das gotas de chuva não pareciam afectar 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 refracção (subsequentemente, mas independente de Snell) e calculou correctamente 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 pôde 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 refractada menos que a azul o que levou a uma completa explicação do efeito óptico do arco-íris.
O arco-íris na mitologia e na religião
O arco-íris tem o seu lugar nas lendas devido à 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 (Íris) entre a Terra e o Céu. O lugar secreto onde os duendes irlandeses escondiam o 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 cores diferentes. 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" liga o reino de Asgård e Midgård, lares de deuses e homens, respectivamente. No Génesis 9:13, o arco-íris é um sinal do acordo entre Deus e a Humanidade. Depois que Noé sobrevive ao dilúvio na história da Arca de Noé, Deus enviou um arco-íris para prometer que ele nunca mais enviaria um dilúvio para destruir o mundo.
Para ajudar a lembrar a sequência de cores do arco-íris, usa-se a mnemónica: «Vermelho lá vai violeta», em que l,a,v,a,i (lá vai) representam a sequência intermédia laranja, amarelo, verde, azul,índigo.
O efeito do arco-íris pode ser observado sempre que existir gotas de água no ar e a luz do sol estiver brilhando acima do observador numa baixa altitude ou ângulo. O mais espectacular arco-íris aparece quando metade do céu ainda está escuro com nuvens de chuva e o observador está num local com céu claro. Outro local comum para vermos o arco-íris é perto de cachoeiras (quedas de água, cascatas, cataratas e os saltos).
Física dos arco-íris
A aparência do arco-íris é causada pela dispersão da luz do sol que sofre refracção pelas (aproximadamente esféricas) gotas de chuva. A luz sofre uma refracção inicial quando penetra na superfície da gota de chuva. Dentro da gota ela é reflectida (reflexão interna total), e finalmente volta a sofrer refracção ao sair da gota. O efeito final é que a luz que entra é reflectida numa grande variedade de ângulos, com a luz mais intensa num ângulo de cerca de 40°–42°, independente do tamanho da gota. Desde que a água das gotas de chuva é dispersiva, o grau que a luz solar retorna depende do comprimento de onda e da frequência, principalmente. A luz azul retorna num ângulo maior que a luz vermelha, mas devido à 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 num local do céu, mas é uma ilusão de óptica cuja posição aparente depende da posição do observador. Todas as gotas de chuva refractam e reflectem 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. A sua posição é sempre nadirecção oposta do sol em 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 num ângulo de aproximadamente 40°–42° com a linha entre a cabeça do observador e a 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 montanha 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 câmara de 35 mm, é necessária uma lente com foco de 19 mm ou menos; entretanto a maioria dos fotógrafos têm lentes de 28 mm.
Podemos ver arco-íris de diferentes «tamanhos» porque, para estimar a sua largura, o nosso cérebro só tem como informação a dimensão do ângulo de visão que lhe corresponde. Se perto da imagem dele existirem objectos longínquos, como montanhas, o arco-íris parecerá maior. Se o arco-íris estiver perto de objectos menos distantes, parecerá menor. É, fundamentalmente, a mesma ilusão que faz com que a Lua, o Sol ou as constelações pareçam maiores quando estão perto do horizonte.
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 num ângulo 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 pelo filósofo, físico e matemático francês, Descartes, em 1637. Sabendo que o tamanho das gotas de chuva não pareciam afectar 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 refracção (subsequentemente, mas independente de Snell) e calculou correctamente 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 pôde 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 refractada menos que a azul o que levou a uma completa explicação do efeito óptico do arco-íris.
O arco-íris na mitologia e na religião
O arco-íris tem o seu lugar nas lendas devido à 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 (Íris) entre a Terra e o Céu. O lugar secreto onde os duendes irlandeses escondiam o 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 cores diferentes. 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" liga o reino de Asgård e Midgård, lares de deuses e homens, respectivamente. No Génesis 9:13, o arco-íris é um sinal do acordo entre Deus e a Humanidade. Depois que Noé sobrevive ao dilúvio na história da Arca de Noé, Deus enviou um arco-íris para prometer que ele nunca mais enviaria um dilúvio para destruir o mundo.
Fonte: Wikipédia.
Nenhum comentário:
Postar um comentário