Por que o arco-íris tem o formato de um ‘arco’? Física explica

O arco-íris é um dos fenômenos naturais mais fascinantes e encanta crianças e adultos com suas cores vibrantes. Sua forma curvada, porém, não é ao mero acaso, há uma explicação científica relacionada à física e à geometria por trás de tal espetáculo.

A formação do arco-íris começa quando a luz solar interage com pequenas gotículas de água suspensas no ar, como durante uma chuva. Esse processo resulta na decomposição da luz e revela um espectro de cores visíveis em formato curvo.

Arco-íris é um fenômeno muito comum quando os raios solares surgem após uma chuva (Imagem: Reprodução/Pexels/Pixabay

A interação da luz solar com a água

No ar, as gotículas de água são responsáveis por criar o arco-íris. Isso ocorre porque a luz solar, ao entrar nas gotas, sofre um fenômeno chamado refração, que curva o trajeto da luz do sol. Após refletir internamente, ela se refrata novamente ao sair e isso resulta na dispersão das cores em forma de arco.

Cada coloração tem um comprimento de onda distinto e se curva em ângulos diferentes. O vermelho, na parte superior, desvia menos, enquanto o violeta, na parte inferior, desvia mais. Tal variação angular acarreta o padrão clássico de cores do arco-íris.

Geometria e a forma curva do arco-íris

O formato curvo do arco-íris deriva da geometria do ângulo de refração das gotículas. Ao observar, vemos um conjunto de gotas em que a luz coincide em um ângulo específico. Sob certas condições, o arco-íris pode até mesmo ser visto como um círculo completo.

Variações do arco-íris:

• O tamanho e a intensidade dependem das condições climáticas;

• Gotículas maiores produzem cores mais definidas;

• Um sol mais baixo no céu amplia o arco.

Gotículas maiores produzem cores mais vivas, enquanto menores resultam em um arco-íris difuso. As condições atmosféricas influenciam a aparência do arco-íris, e a altura do sol também afeta o ângulo de formação do arco-íris.

Em algumas ocasiões mais raras, é possível observar um fenômeno chamado arco-íris duplo. Isso ocorre devido ao duplo reflexo da luz dentro das gotículas, que forma um segundo arco com cores invertidas. No entanto, tal manifestação é mais sutil, logo, mais difícil de ser vista.