Por quê o arco-íris sempre apresenta a forma de um arco?

Question

Gostaria de saber o porquê da forma curva do arco-íris? Acredito que deva ser por causa da curvatura do planeta ou então causa para os fenômenos de refração e reflexão da luz solar que ocorrem nas gotículas presentes na atmosfera...a questão é que eu fui indagada sobre isto por meu sobrinho de 5 anos e não soube responder...se ele tivesse perguntado sobre as cores do arco-íris seria mais fácil...

Answer 1

O arco-íris tem forma de arco de círculo por que, dentre a multitude de gotículas uniformemente espalhadas, as que refratam a luz diretamente para os olhos do observador estão dispostas em círculo (mais precisamente, este círculo é uma seção reta de uma superfície parabólica cujo foco está no observador).

Para ver o círculo completo, é preciso ter a sorte de estar, por exemplo, num helicóptero que atravesse uma chuva fina (com sol, é claro). É um espetáculo belíssimo. Trabalho em plataformas marítmas de petróleo e tive essa sorte, num vôo Vitória (ES) - Navio-Sonda Transocean Frontier (NS-22), em 5 de abril de 2006.

Tudo bem, tenho outros motivos para lembrar deste dia ... mas ver o círculo completo - 360° - de um arco-íris foi mesmo um deles! rs...

Answer 2

O arco-íris não existe realmente como em um local do céu, mas é uma ilusão de óptica 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 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 câmera de 35 mm, uma lente com foco de 19 mm ou menos é necessária, 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.

Answer 3

O arco primário se forma com duas refrações da luz ao entrar e ao sair da gota e com uma reflexão na parede interna. As gotas que desviam a luz na direção do olho de um observador estão sobre um cone de 42o, com vértice no olho do observador. O arco-íris secundário se deve a duas reflexões e duas refrações da luz na gota de água e os raios que chegam ao observador fazem um ângulo de, aproximadamente, 51o. Como parte da luz que entra na gota se perde nas reflexões e refrações, o arco secundário é bem menos intenso que o primário.

A separação das cores na refração da luz ao entrar e sair da gota já foi descrita em outro local [Ver AS CORES DA LUZ]. Pode-se observar que praticamente todos os raios de luz que chegam ao olho do observador depois de desviados pelas gotas de água da nuvem formam ângulos menores que 42o. Isso explica porque o céu é mais claro e esbranquiçado abaixo do arco-íris e mais escuro acima dele.
Como vemos, várias das características do arco-íris podem ser explicadas por um modelo baseado apenas em raios de luz, portanto, coerente com o modelo corpuscular de Newton. No entanto, um pequeno detalhe não conseguia explicação com esse modelo: os arcos supernumerários. Como veremos a seguir, esse detalhe fez desmoronar o modelo de Newton e deu razão a Huyghens e seu modelo ondulatório da luz.

Answer 4

É PQ É ARCO IRIS SE FOSSE QUADRADO IRIS SERIA COM FORMA DE QUADRADO!! =)

Answer 5

É pela curvatura do planeta.....

Answer 6

Um arco-íris é um fenômeno óptico e meteorológico que separa a luz do sol em 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 em seu interior; a seqüência completa é vermelho, laranja, amarelo, verde, azul, anil (ou indigo) e violeta. Veja também o artigo sobre as cores para informações sobre o espectro de cores do arco-íris.

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 representam a sequência laranja, amarelo, verde, azul, indigo.

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 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 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 o sofrer refracção 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 e da frequencia, principalmente. 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.

arco-íris não existe realmente como em um local do céu, mas é uma ilusão de óptica 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 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 câmera de 35 mm, uma lente com foco de 19 mm ou menos é necessária, 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 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 óptico do arco-íris.


O arco-íris na mitologia e na religião

Arco-íris em Campinas, São Paulo.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 (Íris) 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 Gênesis 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.


O arco-íris e a literatura
O arco-íris é também utilizado em muitas histórias contemporâneas, como na canção Over the Rainbow e no filme musical O Mágico 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 ...


Um arco-íris sobre a cidade americana de Honolulu, Havaí, Estados Unidos."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."

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