Se você acredita que eles são um sinal da promessa de Deus, ou se há um pote de ouro esperando por você no final, o arco-íris é uma das exibições mais felizes da natureza.
Arco-íris são basicamente luz solar espalhada em seu espectro de cores para nós vermos. Como um arco-íris é um fenômeno óptico (para vocês fãs de ficção científica, é como um holograma), não é algo que possa ser tocado ou que exista em um determinado lugar.
Já se perguntou de onde vem a palavra "arco-íris"? A parte "chuva-" representa as gotas de chuva necessárias para fazê-lo, enquanto "arco" se refere à sua forma de arco.
Os arco-íris tendem a aparecer durante um chuveiro solar (chuva e sol ao mesmo tempo); portanto, se você adivinhou que sol e chuva são dois ingredientes essenciais para criar um arco-íris, você está correto.
O processo de fabricação do arco-íris começa quando a luz do sol brilha sobre um gota de chuva. À medida que os raios de luz do sol atingem e entram em gotículas de água, sua velocidade diminui um pouco (porque a água é mais densa que o ar). Isso faz com que o caminho da luz se curve ou "refrate".
Assim, quando um raio de luz entra em uma gota de chuva e se dobra, ele se separa em seus comprimentos de onda de cores componentes. A luz continua viajando através da gota até refletir (refletir) na parte de trás da gota e sair do lado oposto em um ângulo de 42 °. À medida que a luz (ainda separada em sua gama de cores) sai da gota de água, ela acelera à medida que viaja de volta ao ar menos denso e é refratada (uma segunda vez) para baixo nos olhos.
Aplique esse processo a toda uma coleção de gotas de chuva no céu e voilá, você terá um arco-íris inteiro.
Já reparou como as cores de um arco-íris (da borda externa para a interna) sempre ficam vermelhas, laranja, amarelas, verdes, azuis, índigo, violetas?
Para descobrir por que isso ocorre, vamos considerar as gotas de chuva em dois níveis, um acima do outro. Em um diagrama anterior, vemos que a luz vermelha refrata para fora da gota de água em ângulos mais íngremes em relação ao solo. Assim, quando se olha para um ângulo acentuado, a luz vermelha das gotas mais altas viaja no ângulo correto para encontrar os olhos. (Os outros comprimentos de onda de cores saem dessas gotas em ângulos mais rasos e, portanto, passam por cima.) É por isso que o vermelho aparece no topo de um arco-íris. Agora considere as gotas de chuva mais baixas. Ao olhar para ângulos mais rasos, todas as gotículas dentro dessa linha de visão direcionam a luz violeta para os olhos, enquanto a luz vermelha é direcionada para fora da visão periférica e descendente para os pés. É por isso que a cor violeta aparece na parte inferior do arco-íris. As gotas de chuva entre esses dois níveis refletem cores diferentes de luz (na ordem do próximo maior para o menor comprimento de onda, de cima para baixo), para que um observador veja o espectro de cores.
Como as gotas de chuva são relativamente circulares, a reflexão que elas criam também é curvada. Acredite ou não, um arco-íris completo é na verdade um círculo completo, só que não vemos a outra metade porque o chão fica no caminho.
Alguns slides atrás, aprendemos como a luz passa por uma jornada de três etapas (refração, reflexão, refração) dentro de uma gota de chuva para formar um arco-íris primário. Mas, às vezes, a luz atinge as costas de uma gota de chuva duas vezes em vez de apenas uma vez. Essa luz "re-refletida" sai da queda em um ângulo diferente (50 ° em vez de 42 °), resultando em um arco-íris secundário que aparece acima do arco primário.
Como a luz sofre duas reflexões dentro da gota de chuva, e menos raios passam pelos 4 passos, sua intensidade é reduzida pela segunda reflexão e, como resultado, suas cores não são tão brilhantes. Outra diferença entre arco-íris simples e duplos é que o esquema de cores dos arco-íris duplos é invertido. (Suas cores ficam violeta, índigo, azul, verde, amarelo, laranja, vermelho.) Isso ocorre porque a luz violeta das gotas de chuva mais altas entra nos olhos, enquanto a luz vermelha da mesma gota passa sobre a cabeça. Ao mesmo tempo, a luz vermelha das gotas de chuva mais baixas entra nos olhos e a luz vermelha dessas gotas é direcionada aos pés e não é vista.
Na primavera de 2015, as mídias sociais se iluminaram quando um morador de Glen Cove, Nova York, compartilhou uma foto móvel do que parecia ser um arco-íris quádruplo.
Embora seja possível em teoria, arco-íris triplo e quádruplo são extremamente raros. Não apenas exigiria várias reflexões dentro da gota de chuva, mas cada iteração produziria um arco mais fraco, o que tornaria muito difícil ver arco-íris terciários e trimestrais.
Quando se formam, o arco-íris triplo geralmente é visto contra o interior do arco primário (como visto na foto acima), ou como um pequeno arco de conexão entre o primário e o secundário.
Arco-íris não são vistos apenas no céu. Um aspersor de água no quintal. Névoa na base de uma cachoeira. Todas estas são maneiras de identificar um arco-íris. Enquanto houver luz solar intensa, gotas de água suspensas e você estiver posicionado no ângulo de visão adequado, é possível que um arco-íris esteja à vista!