Decomposição da luz branca em sete cores visíveis ao olho humano
As cores do arco-íris surgem a partir de fenômenos físicos como refração, dispersão e reflexão que ocorrem quando a luz do sol penetra as gotas de água presentes na atmosfera. Esse processo causa a decomposição da luz solar branca se decompõe em outras cores do espectro visível.
O arco-íris é um fenômeno ligado à óptica que forma um arco multicolorido com uma infinidade de cores sem qualquer delimitação entre elas. A percepção das cores no arco-íris depende do observador e do local de observação, pois não existe uma separação real entre elas.
A partir de determinados ângulos, a percepção pode ser mais nítida devido à intensidade de reflexão da luz. O arco-íris pode ser visualizado de maneiras diferentes e varia conforme a posição do sol em relação ao observador, que pode ser mais ou menos favorável para enxergar a decomposição da luz solar nas cores do espectro óptico.
Uma pessoa que esteja no chão consegue ver as sete cores do arco-íris, entretanto, é possível
que em outras posições nem todas as cores possam ser vistas. (Foto: Pixabay)
Embora possua uma infinidade de cores, o arco-íris é simplificado em sete cores, devido à capacidade limitada de distinção de cores pela visão humana. Essa simplificação foi proposta pela primeira vez pelo físico inglês Isaac Newton.
Elas são resumidas em: vermelho, laranja, amarelo, verde, azul, anil e violeta, sendo que ele é formado com o vermelho no seu exterior e o violeta em seu interior. Delas, as cores azul, violeta, vermelho, amarelo e verde são mais facilmente identificadas em um arco-íris, enquanto as cores laranja e roxo não são tão intensas, portanto, mais difíceis de serem percebidas.
Percepção das cores do arco-íris
As cores do arco-íris que que são perceptíveis à visão humana correspondem à faixa de radiação por luz visível, do chamado espectro visível. Isso significa a porção do espectro eletromagnético que possui radiação formada por fótons que têm a capacidade de sensibilizar o olho humano.
A luz solar branca é que dá origem a todas as cores perceptíveis do arco-íris. A luz branca é formada por luzes com diversos comprimentos de onda que vão do violeta, que possui cerca de 400 nanômetros, ao vermelho, que tem 700 nanômetros.
O arco-íris aparece em sete cores porque as gotas de água dividem a luz branca nas sete cores do espectro (violeta, anil, azul, verde, amarelo, laranja e vermelho). Essas luzes dispersas seguem diferentes direções dentro de cada gotícula.
Nos extremo exterior do arco-íris está a luz vermelha, que possui ângulo de 42º em relação ao raio de sol do qual foi originada; e no extremo interior está a luz violeta, tem ângulo de 40º em relação ao raio solar.
Formação das cores do arco-íris
Na formação do fenômeno óptico multicolorido, todas as gotas de água refletem a luz solar, porém nem todas conseguem chegar até os olhos humanos. Dessa forma, a percepção do arco-íris é constituída a partir da a luz que chega para cada um.
Um arco-íris se forma, quando ocorre a interceptação da luz solar por uma gotícula de água. Em seguida, uma parte da luz é refratada para dentro da gotícula, refletida em seu interior e refratada para fora.
Nesse processo, a luz branca que é composta pela mistura de cores é refratada ao perpassar a superfície líquida da gota de água. Assim, ocorre a decomposição da luz solar no espectro de cores visíveis ao olho humano, dando origem às cores: vermelho, laranja, amarelo, verde, azul, anil e violeta.
Simplificação das cores do arco-íris em sete cores visíveis. (Foto: Pixabay)
Desse modo, as cores do arco-íris se originam a partir de processos físicos simultâneos, mas se completam na observação, pois trata-se de um fenômeno óptico. A formação do arco-íris e a decomposição da luz branca em cores ocorre por meio do seguinte processo:
Refração: A luz do sol sofre interceptação das gotículas de água na atmosfera, passando de um meio material para outro. Nesse processo, ela tem a sua velocidade modificada, causando a sua refração. Quando a luz é refratada, ela tem sua direção alterada e volta para o ar, onde é refratada mais uma vez.
Dispersão: Com a velocidade da luz alterada a depender do comprimento de onda e da diferença nos desvios de cada uma delas, ocorre a dispersão da luz que provoca a decomposição da luz branca em diversas cores.
Reflexão: A reflexão ocorre quando a luz solar que foi decomposta penetra as gotículas. Nesse processo, elas sofre mudanças de direção e, em seguida, continua a se propagar para refratar-se novamente.