Se os arco-íris são circulares, por que vemos apenas arcos?

2019-03-02
A maioria dos arco-íris que vemos parecem arcos, porque estão parcialmente bloqueados pelo solo e pelo horizonte. Na realidade, todos os arco-íris são círculos completos, como este fotografado em Gorssel, Holanda. Martijn Harleman / SpaceGallery

Ver um arco - íris pode ser uma recompensa. Depois de uma violenta tempestade, é bom ver um arco colorido cruzando o céu calmo. Mas você pode (ou não) se surpreender ao saber que arco-íris não são realmente arcos, nem são "arcos". Na verdade, eles são círculos completos .

Então, por que vemos apenas um arco? Muitas vezes, os arco-íris que vemos são parcialmente bloqueados pelo solo e pelo horizonte. Para observar um em toda a sua glória circular, você teria que encontrar um bom ponto de vista elevado. Explicaremos como o fenômeno acontece.

Graus de Separação

Os médiuns são importantes: no ar, os cruzeiros leves percorrem a velocidade de 186.000 milhas por segundo (300.000 quilômetros por segundo). Mas como a água líquida é mais densa, a luz não pode se mover através dela tão rapidamente. Assim, quando um feixe de luz que está passando pelo ar atinge um corpo d'água, ele diminui um pouco a velocidade.

No caso dos arco-íris, a luz do sol que entra nas gotas de água se curva - ou refrata - várias vezes. Primeiro, ele se curva ao passar por uma gota de H2O. Depois disso, a luz é refletida na parede interna do outro lado da gota e entra novamente no ar. A luz é refratada novamente ao sair.

Por meio da refração, as gotículas separam a luz do sol em suas cores componentes. Embora pareça branco, os raios de sol são na verdade uma mistura de todas as cores dentro do espectro de luz visível .

Cada um deles tem um comprimento de onda diferente; o mais longo pertence à luz vermelha, enquanto o mais curto é reservado para a luz roxa. Por causa dessas idiossincrasias, quando um raio de sol branco entra em uma gota d'água, suas cores componentes refratam - e saem do H2O - em ângulos diferentes. É por isso que todas as cores de um arco-íris são divididas em camadas separadas.

Se você espera testemunhar um arco-íris, seus olhos devem estar voltados para longe do sol - e deve haver uma grande concentração de gotículas de água no ar à sua frente. Assim que um feixe de luz branca os atinge, suas cores componentes se dispersam.

Rain O's

Sua capacidade de perceber algumas dessas cores é ditada por seu paradeiro físico. Cada gota nessa cortina de água líquida é um minúsculo prisma. Todos eles quebram a luz branca em feixes distintos de luz vermelha, laranja, amarela, verde, azul, índigo e roxa. Mas seus olhos nunca verão mais de uma cor por gota (se tanto). Todos os outros saem da queda no ângulo errado para encontrar seus alunos.

Roxo é a cor mais baixa em um arco-íris porque a luz roxa sai das contas de água no ângulo mais agudo: 40 graus em relação ao seu ponto de entrada . Enquanto isso, a luz vermelha - que fica no topo de um arco-íris - é enviada de volta em sua direção geral em um ângulo de 42 graus.

Um fator chave aqui é a localização do ponto anti - solar . Este é o ponto no céu - ou no solo - que está exatamente 180 graus de distância do sol em relação à sua perspectiva. Em um dia claro e ensolarado, a cabeça de sua sombra marca o ponto anti-solar. Cada arco-íris é um anel perfeitamente circular centrado neste ponto.

No entanto, se você estiver no nível do solo, não será capaz de ver a metade inferior do círculo. Na verdade, desse ponto de vista, basicamente qualquer parte de um arco-íris que caia abaixo do horizonte torna-se invisível. Uma das razões para isso é que a proximidade da superfície da Terra limita a quantidade e a concentração de gotas de chuva em sua linha de visão.

Como tal, a porcentagem de um arco-íris que é visível para a maioria das pessoas está diretamente correlacionada com a posição do sol. Quando nosso vizinho solar mal está aparecendo no horizonte , o ponto anti-solar estará bem alto, proporcionando a você a chance de ver um arco-íris muito maior do que veria quando o sol subisse mais alto.

Por outro lado, se o sol estiver a mais de 42 graus acima do horizonte, torna-se impossível para os observadores baseados no solo ver qualquer porção do arco-íris. Mas quando você está voando em uma aeronave, as coisas ficam mais interessantes. Em dias chuvosos ou nublados, passageiros e pilotos de avião ocasionalmente veem arco-íris circulares completos . Melhor ainda, em 2013, o fotógrafo Colin Leonhardt capturou esta imagem de um arco-íris duplo circular enquanto voava pela praia Cottesloe, na Austrália.

Glória seja

Vamos encerrar falando sobre algumas ilusões de ótica redondas e coloridas que parecem arco-íris, mas não são. Reserve um assento na janela em seu próximo voo e você poderá testemunhar uma glória . Esses são círculos estreitos que podem aparecer ao redor do ponto anti-solar quando você está olhando para baixo, para uma nuvem ou um manto de névoa. Ao contrário do arco-íris, eles são o produto de ondas eletromagnéticas . É possível ver glórias de altos picos de montanhas.

Também dignos de nota são os halos multicoloridos que às vezes circundam o sol ou a lua. Os anéis misteriosos são feitos pela interação de luz e cristais de gelo suspensos.

AGORA ISSO É MARAVILHOSO

Uma ponte que atravessa a cidade natal de Jim Henson, Leland, no Mississippi, foi oficialmente chamada de " Ponte da Conexão do Arco-Íris " em sua homenagem. (Se você não conseguir a referência, "Rainbow Connection" é o nome de uma balada indicada ao Oscar cantada por Caco, o Sapo - o personagem mais popular de Henson - em 1979 em "The Muppet Movie".)

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