Arco-íris
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O arco-íris é um fenómeno complexo que resulta de múltiplas refracções da luz em gotículas de água de nuvens menos densas e transparentes.
Clicando na opção "Princípio", pode verificar-se a geometria necessária
para que a observação deste fenómeno seja possível.
Consideremos que os raios sofreram duas refracções e uma
reflexão na gota. Mostre que o desvio de um
raio é igual a: D = π - (4.r -
2.i) e que este desvio apresenta um valor minimo. Para esta direcção de observação, ocorre acumulação de luz. (Para observar, clique na opção "Formação"). Como o indíce é função do comprimentos de onda, a direcção de acumulação é também função do comprimento de onda da luz. Devido à simetria de revolução, o observador vê arcos coloridos. O vermelho situa-se no exterior e o violeta no interior. Como ocorre uma grande recuperação dos raios, as zonas coloridas são esbatidas. Se o Sol fizer um ângulo superior a 42º acima do horizonte, torna-se impossível observar o arco-íris no céu. O facto do Sol não ser uma fonte pontual de luz contribui também para a recuperação dos raios. Por vezes é possível observar um arco duplo: o segundo corresponde aos raios que sofreram duas reflexões no interior da gota. Corresponde ao ângulo de observação β = π + 2.i - 6.r ; este ângulo apresenta um valor extremo de cerca de 51º . Observa-se nos esquemas deste applet que as cores deste arco-íris estâo invertidas comparativamente ao arco principal. ![]() NOTA: Para fazer um estudo completo dos fenómenos, será necessário ter em conta todos os raios luminosos (em cada interface água-ar, há um raio reflectido e um outro refractado) e as suas intensidades deduzidas a partir das relações de Fresnel. É também evidenciado que a luz de um arco-íris é fortemente polarizada. (Consultar por exemplo o BUP nº 749) Digitalização de uma fotografia de um arco-íris
duplo. Simulation Numérique de Jean-Jacques ROUSSEAU Faculté des Sciences exactes et naturelles Université du Maine - Le Mans Traduzido e adaptado para a Casa das Ciências por Manuel L. Silva Pinto e Alexandra Coelho em Outubro de 2010 |