Engenharia 360

Como um arco-íris é formado? Entenda a física por trás desse fenômeno!

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por Rafael Panteri
| 27/05/2021 | Atualizado em 28/01/2023 3 min
Imagem de David Brooke

Como um arco-íris é formado? Entenda a física por trás desse fenômeno!

por Rafael Panteri | 27/05/2021 | Atualizado em 28/01/2023
Imagem de David Brooke

Uma das cenas mais bonitas é um enorme arco-íris no céu após a chuva. Você já se perguntou como são formados? Entenda a física por trás dessas maravilhas!

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Uma das cenas mais bonitas é um enorme arco-íris no céu após a chuva. Você já se perguntou como são formados? Entenda a física por trás dessas maravilhas!

Como a luz é formada? Por que ela se comporta de tal maneira e não de outra? Afinal, ela é onda ou partícula? Essas e outras perguntas intrigam filósofos e cientistas há séculos. Aliás, diversos fenômenos ópticos, como a propagação retilínea da luz e a reflexão, já são bem conhecidos desde a Grécia Antiga!

Diariamente, interagimos com a luz e suas propriedades sem nos darmos conta – seja na frente de um espelho; quando tiramos uma foto; ou olhamos para as estrelas. Mas outro fenômeno relacionado à luz e que chama muita atenção é o arco-íris. E você já deve ter se perguntado: como eles são formados?

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arco-íris
Imagem de um arco-íris - Imagem de Zoltan Tasi

Bem, os arco-íris geralmente aparecem após um período de chuva, seguido por um céu limpo, com bastante Sol. Para entender o porquê de esse cenário ser o ideal, conceitos como dispersão da luz e sua natureza devem estar claros!


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Natureza da luz

Na investigação sobre a natureza da luz é comum a existência de duas teorias aparentemente rivais: a primeira é a “corpuscular”, que diz que a luz seria formada por pequenas partículas emitidas pela fonte  – os chamados fótons. E a segunda é a “ondulatória” que afirma que a luz está associada a um movimento oscilatório que se propaga em grande velocidade.

Experimentos e cálculos conseguem defender as duas teorias corretamente produzindo a chamada “Teoria da Dualidade da Luz”. Basicamente ela afirma que, em determinados momentos, a luz se comporta como onda e em outros como partícula.

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Assim, quando as dimensões dos objetos envolvidos são muitos maiores que o comprimento de onda da luz - visível, 380 a 780 nanômetros -, a abordagem ondulatória pode ser substituída por outra onde a luz se propaga como raios, em linha reta. E é essa que explica o arco-íris!

arco-íris
Imagem de Wikimedia

Dispersão da luz

Um álbum bastante conhecido da banda britânica, Pink Floyd, é “The Dark Side of the Moon” (do inglês, o lado escuro da lua). Na capa, é possível ver a dispersão da luz, um feixe de luz branca que atravessa um prisma e se decompõe em seis cores.

Esse fenômeno foi descoberto pelo físico Isaac Newton, em 1672. Ele ocorre, pois as diversas cores que formam a luz branca se propagam com velocidades diferentes em materiais transparentes, logo são refratadas com ângulos diferentes. Assim, a luz branca “entra” de um lado e seis outras cores - vermelho, laranja, amarelo, verde, azul e violeta - “saem” do outro. Observe na imagem abaixo:

Capa do álbum "The Dark Side of the Moon" do Pink Floyd
Capa do álbum "The Dark Side of the Moon", do Pink Floyd

O arco-íris

O arco-íris se forma com a junção dessas duas características: a luz do Sol se movimenta em linha reta e encontra uma partícula de água suspensa na atmosfera, provavelmente deixada após a chuva. Essa partícula irá se comportar como o prisma, que refrata a luz solar. Por conta da dispersão, é separada em seis cores!

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Se o Sol estiver atrás do observador, é possível contemplar essa maravilha da natureza!

O vídeo a seguir mostra um lindo arco-íris duplo registrado no céu de Fortaleza, confira!

Que outro fenômeno físico você gostaria de uma explicação? Deixe sua ideia nos comentários!


Fontes: UEFS

Imagens: Todos os Créditos reservados aos respectivos proprietários (sem direitos autorais pretendidos). Caso eventualmente você se considere titular de direitos sobre algumas das imagens em questão, por favor entre em contato com contato@engenharia360.com para que possa ser atribuído o respectivo crédito ou providenciada a sua remoção, conforme o caso.

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Rafael Panteri

Estudante de Engenharia Elétrica no Instituto Mauá de Tecnologia, com parte da graduação em Shibaura Institute of Technology, no Japão; já atuou como estagiário em grande conglomerado industrial, no setor de Sistemas Elétricos de Potência.

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