Como se formam as cores do arco-íris?

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Você já parou para pensar o que está por trás de um lindo arco-íris no céu? O fenômeno na verdade se trata de uma dispersão da luz e pode ser até mesmo considerado uma ilusão de ótica.

Se você quer entender como se formam as cores do arco-íris leia o texto abaixo e aprenda tudo sobre o assunto!

O que é um arco-íris?

O arco-íris é um fenômeno óptico e meteorológico que resulta em um espectro de luz que aparece no céu. Ele pode ter círculos completos, mas o que normalmente vemos é apenas um arco colorido.

As cores do arco-íris se formam quando o sol ilumina gotículas de água suspensas no ar, como depois de uma chuva. Quando a luz do sol passa por uma dessas gotículas, acontece o que chamamos de refração.

De maneira geral, o fenômeno físico ocorre:

  1. No momento da entrada da luz na gota, acontecendo a primeira refração.
  2. Então, ao atingir o fundo da gota, uma parte da luz é refletida internamente.
  3. Quando a luz sai da gota, temos o segundo fenômeno de refração.
  4. É nesse momento que a luz se divide em diversas cores, formando o arco-íris.

Essa dispersão da luz gera infinitas cores. Contudo, o que vemos no céu são apenas aquelas cores que nossos olhos são capazes de perceber.

Se você observar bem, vai reparar que não existe uma delimitação das cores e sim uma mudança gradual nas tonalidades. Ela acontece porque diferentes cores têm uma variada velocidade de propagação.

Quantas cores tem o arco-íris?

O arco-íris tem basicamente sete cores: vermelho, laranja, amarelo, verde, azul, anil e violeta. O vermelho está na faixa superior porque se propaga mais rápido. Por outro lado, o violeta é mais lento e, por isso, aparece na parte inferior.

No entanto, essas sete cores são uma convenção, assim a quantidade de cores que uma pessoa enxerga no arco-íris pode variar. O que acontece é que a luz vai se dispersar em inúmeras cores, muitas delas invisíveis ao olho humano.

Portanto, não se preocupe caso não consiga ver alguma das cores listadas acima ou se essa divisão não ficar tão clara para você.

Por que o arco-íris aparece depois da chuva?

Para que as cores do arco-íris se formem, é preciso que existam gotículas de água no ar. Isso acontece quando chove.

A chuva é a união de milhões de gotas de água em movimento, e cada uma vai contribuir um pouco para a formação do arco-íris. Para que o espetáculo aconteça, precisamos da união de 3 fatores:

  1. Luz solar;
  2. Gotas de água;
  3. A posição do observador.

A posição do observador é importante, porque o ângulo do sol sob as gotas de água pode mudar, conforme você se movimenta. Assim, como a refração e a dispersão da luz dependem de determinados ângulos para acontecer, este é um fator importante para a formação do arco-íris.

Outro ponto importante é que, em muitos dias chuvosos, não enxergamos arco-íris. Isso acontece devido às nuvens serem muitas vezes tão densas que bloqueiam a luz do sol. Para que o arco-íris aconteça, é imprescindível que a luz passe pelas gotículas de água.

O que é dispersão da luz?

A dispersão da luz acontece quando uma onda de luz é separada em diversos componentes, que são as diversas cores.

Um experimento muito comum para comprovar o fenômeno da dispersão é posicionar um prisma de vidro em um local controlado. Quando a luz entra em contato com o prisma, ela se divide em um leque de cores, demonstrando na prática como acontece a formação das cores de um arco-íris.

O arco-íris existe mesmo?

O arco-íris não existe como um local que pode ser sempre encontrado ao observar o céu. Isso porque quando as cores se formam em arco no céu, estamos vivenciando uma ilusão de óptica.

Em função disso, a posição relativa do observador influencia na visualização ou não do fenômeno.

Se você já teve a experiência de observar um arco-íris e suas belas cores, já deve ter percebido que o tamanho muda também. Isso se dá em função do nosso cérebro estimar o tamanho do arco-íris com base nas outras imagens e objetos que você está vendo.

Assim, quando no horizonte você enxergar objetos a uma longa distância, como montanhas, o fenômeno de cores vai parecer maior. Agora, se você estiver visualizando objetos a uma distância pequena, o arco-íris vai parecer menor.

Outro exemplo desse tipo de ilusão de ótica é quando visualizamos o sol nascendo ou se pondo no mar. Nestes casos, o sol vai parecer muito maior do que quando você o visualiza em meio a outros objetos no dia a dia.

O que é ilusão de ótica?

A ilusão de ótica acontece quando uma pessoa enxerga um objeto que na verdade não está presente naquele local. Como o arco-íris se forma a partir de uma determinada condição de refração e dispersão da luz em contato com gotas de água, podemos dizer que ele é uma ilusão de ótica.

Isso acontece porque sempre que captamos uma imagem com os olhos, esta é transmitida ao cérebro. Somente aí ela será decodificada e interpretada. 

Porém, em algumas condições nosso cérebro pode ser enganado, como em casos de comparação de ângulos, comprimentos, distâncias e até mesmo cores. Quando isso acontece, é possível dizer que estamos observando uma ilusão de ótica.

Quais são os tipos de ilusão de ótica?

Os tipos mais comuns de ilusão de ótica são a literal, a cognitiva e a fisiológica. Veja abaixo alguns exemplos de cada tipo e entenda como as diferentes ilusões de ótica acontecem.

Ilusão de ótica literal

A ilusão literal acontece quando uma imagem parece ser uma combinação de objetos. Portanto forma-se uma imagem diferente da original.

Um ótimo exemplo são as obras do artista canadense Rob Gonsalves.

Obra: Aviação Noturna de Rob Gonsalves.

Foto: Freepik

Observe como as camas e os campos sobrevoados pelo avião se confundem e caracterizam a ilusão literal.

Obra: The Sun Sets Sail de Rob Gonsalves.

Foto: Freepik

Nesta segunda obra, parece que há uma ponte no horizonte, mas na verdade a ilusão é criada a partir do encontro entre os barcos e o céu com nuvens.

Ilusão de ótica cognitiva

Quando há uma distorção de formas e alteração da sua percepção ao observar uma imagem, temos a ilusão cognitiva. O nosso conhecimento do mundo pode acabar sendo usado nas imagens para que a confusão aconteça.

Um ótimo exemplo é a imagem criada por Edgar Rubin, chamada Rubin’s vase (vaso de Rubin).

Obra: Rubin’s vase de Edgar Rubin

A primeira vista, você pode enxergar um belo vaso simétrico. Mas depois você percebe que na verdade se trata de duas faces humanas ou o contrário. Afinal, dependendo do foco da sua visão é possível visualizar duas imagens diferentes.

Outra obra que parece ser impossível é de autoria de M. C. Escher, chamada Waterfall (a cascata). Nela a água da cachoeira parece que desce até um ponto que chega ao topo novamente.

Obra: Waterfall de M. C. Escher

Foto: Freepik

Ilusão de ótica fisiológica

Neste tipo de ilusão de ótica, recebemos estímulos em nossos cérebros que são interpretados como movimento, luz, brilho e cor. Tudo isso atrapalha a nossa percepção do que realmente existe naquela imagem.

Veja o exemplo abaixo, uma ilusão criada por Akiyoshi Kitaoka e chamada de Rice Waves (Ondas de arroz). Nessa imagem parece existir um tipo de movimento, quando na verdade é uma imagem estática.

Obra: Rice Waves de Akiyoshi Kitaoka

Foto: Freepik

Como é possível perceber, nossa mente é facilmente enganada por padrões de cores e estímulos. E com o arco-íris também acontece isso, afinal apenas com certas condições da natureza é que conseguimos visualizar este fenômeno tão bonito.

Curiosidades sobre o arco-íris

Agora vamos entender algumas curiosidades sobre os arco-íris e suas lindas cores?

  1. Um arco-íris não tem apenas sete cores

As sete cores que visualizamos no céu são as do espectro visível para os seres humanos. Todas as outras cores também estão no arco-íris, mas elas não podem ser vistas pelo olho humano. 

Aqueles outros tons de cores que enxergamos em nosso dia a dia como rosa ou marrom são na verdade uma combinação de outras cores do espectro visível.

2. Não é preciso chover para ver um arco-íris

Como o fenômeno de refração e dispersão da luz acontecem em gotículas de água, é possível que o arco-íris se forme de outras formas, e não apenas quando chove.

Por exemplo, quando as crianças brincam com água empoçada no chão ou, então, se você observar a água que é espalhada por uma cachoeira.

Portanto, não importa a fonte de gotas de água, o que você precisa é ter as condições ideais de incidência de luz no ângulo correto.

3. Os arco-íris são na verdade círculos perfeitos

Como visualizamos as cores do arco-íris se formando a partir do horizonte, apenas conseguimos perceber um arco. Em locais, como um avião, ou dependendo do ângulo de observação do céu, como escalar montanhas, será possível enxergar um círculo completo com todas as cores do arco-íris.

4. Você pode ver mais de um arco-íris ao mesmo tempo

É possível enxergar um arco-íris duplo, terciário ou até mesmo quaternário! Quanto mais arco-íris você enxergar, mais fracos eles serão.

No caso de formar as cores de um arco-íris duplo, isso vai acontecer quando a luz for refletida duas vezes dentro de uma gotícula de água. Outra curiosidade é que nesses casos as cores serão invertidas, começando pela violeta no arco externo até chegar no vermelho.

E aí, gostou do nosso conteúdo completo sobre como se formam as cores do arco-íris? Como você percebeu, existe muita física envolvida nesse fenômeno e ele pode até mesmo ser recriado em laboratório.

Na próxima vez que você ver um arco-íris no céu vai lembrar de tudo o que aprendeu e pode até ensinar outras pessoas sobre como as cores do arco-íris surgem no céu de verdade.

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