Se você não tinha nenhuma ideia sobre o que é um arco-íris ou o que o causa, você pode realmente acreditar em algumas das lendas que diferentes culturas antigas criaram para explicá-lo. Arco-íris está entre as mais belas exibições da natureza.

Arco-íris em Suuroy, Ilhas Faroé. Foto de Erik Christensen.

Um arco-íris não é realmente uma “coisa” e não existe em um “lugar” específico. É um fenômeno óptico que aparece quando a luz do sol e as condições atmosféricas estão certas e a posição do visualizador é a certa para vê-lo.

Quando consegue ver um arco-íris?

Um arco-íris requer que gotículas de água estejam flutuando no ar. É por isso que os vemos logo depois de chover. O Sol deve estar atrás de você e as nuvens afastadas do Sol para o arco-íris aparecer.

Por que um arco-íris é um arco ou arco?

Um arco-íris completo é na verdade um círculo completo, mas do solo vemos apenas parte dele. De um avião, nas condições certas, pode-se ver um arco-íris circular inteiro.

De um avião voando, você pode ver um círculo arco-íris. Crédito: NOAA.

O que acontece nas gotas de água?

A luz do sol brilha em uma gota de água. Conforme a luz passa pela gotícula, ela se curva, ou refrata um pouco, porque a luz viaja mais lentamente na água do que no ar (porque a água é mais densa). Em seguida, a luz reflete na parte de trás da gota de água e volta por onde veio, dobrando-se novamente à medida que acelera ao sair da gota de água.

A luz entra em uma gota d’água, curvando-se à medida que diminui um pouco a velocidade do ar para a água mais densa. A luz reflete no interior da gota, separando-se em seus comprimentos de onda – ou cores. Quando sai da gota, faz um arco-íris.

Por que as cores?

A luz do sol é composta de muitos comprimentos de onda – ou cores – da luz. Alguns desses comprimentos de onda se dobram mais do que outros quando a luz entra na gota d’água. Violeta (o comprimento de onda mais curto da luz visível) dobra mais, o vermelho (o comprimento de onda mais longo da luz visível) dobra menos. Portanto, quando a luz sai da gota d’água, ela é separada em todos os seus comprimentos de onda. A luz refletindo de volta para você, o observador com a Luz do Sol vindo atrás de você, das gotas de água aparecerão separadas em todas as cores do arco-íris! O violeta ficará na parte inferior e o vermelho na parte superior.

O que torna um arco-íris duplo?

Um arco-íris secundário aparece se a luz do sol é refletida duas vezes dentro das gotas de água. Os arco-íris secundários são mais fracos e a ordem da cor é invertida, com vermelho na parte inferior. Crédito: Leonardo Weiss via Wikimedia Commons.

Às vezes você pode ver outro arco-íris secundário, mais fraco, acima do arco-íris principal. O arco-íris primário é causado por um reflexo dentro da gota d’água. O arco-íris secundário é causado por uma segunda reflexão dentro da gota, e esta luz “re-refletida” sai da gota em um ângulo diferente (50 ° em vez de 42 ° para o arco primário vermelho). É por isso que o arco-íris secundário aparece acima o arco-íris primário. O arco-íris secundário também terá a ordem das cores invertida, com vermelho na parte inferior e violeta na parte superior.