Como E Feito O Arco Iris

Entendendo o arco-íris na prática

O arco-íris aparece quando a luz do sol encontra gotas de chuva no ar e sofre um processo óptico bem específico. Não é mágica, é física básica, mas tem uns detalhes que muita gente erra quando tenta explicar. A luz solar é branca, mas na verdade é composta por todas as cores do espectro visível juntas. Quando essa luz entra numa gota de água, ela refrata — ou seja, muda de direção. Cada cor tem um comprimento de onda diferente, então cada uma desvia num ângulo ligeiramente diferente. O vermelho desvia menos, o violeta desvia mais. Esse fenômeno se chama dispersão. Depois de refratar na entrada, a luz reflete na parede interna de trás da gota e refrata de novo ao sair. O resultado é que a luz branca se separa em cores e volta para os seus olhos num ângulo de aproximadamente 42 graus para o vermelho e 40 graus para o violeta, medidos a partir da linha anti-solar — que é a linha imaginária que vai do seu olho passando pela sombra da sua cabeça até o ponto oposto ao sol.

Isso significa uma coisa importante: o arco-íris não está num lugar fixo no céu. Ele depende inteiramente da posição do observador. Você e eu vemos arco-íris diferentes, porque vemos gotas diferentes refletindo luz para os nossos olhos em posições ligeiramente distintas. Se você já tentou fotografar um arco-íris e percebeu que ele parece muito menor na foto do que a olho nu, isso acontece porque a distância focal da lente distorce a percepção angular. Um objetivo grande angular mostra mais cena mas o arco fica mais estreito visualmente. Uma lente de 50mm ou mais próximo do normal captura a curvatura de forma mais fiel ao que o olho vê. Outra coisa que as pessoas não entendem: o arco-íris é na verdade um círculo completo. Você só vê metade porque o chão corta o resto. Se você estiver num avião e o sol estiver baixo, pode ver um arco-íris circular completo em volta da sombra do avião. Isso se chama arco-íris circunHorizontal, mas é algo diferente — esse é o círculo completo do arco-íris primário mesmo, observado de cima.

Existe também o arco-íris secundário, aquele mais fraco que aparece acima do primário com as cores invertidas. Ele acontece porque a luz reflete duas vezes dentro da gota antes de sair, o que inverte a ordem das cores e torna o arco menos brilhante — parte da luz escapa a cada reflexão adicional. O ângulo dele fica em torno de 50 a 53 graus do ponto anti-solar. Eu já tive um problema específico ao tentar prever onde um arco-íris apareceria em uma sessão de fotografia externa. A previsão do tempo dizia que a chuva passaria às 16h com o sol ainda alto. Mas o ângulo solar naquele horário seria de cerca de 35 graus, o que significava que o arco-íris primário apareceria a apenas 7 graus acima do horizonte — praticamente invisível, colado no horizonte e facilmente bloqueado por árvores e prédios. Eu esperei o sol baixar mais, por volta das 17h40, quando o ângulo caiu para 15 graus e o arco subiu para cerca de 27 graus, bem acima da linha das árvores. O arco-íris só é bonito e visível quando o sol está abaixo de 42 graus de elevação. Acima disso, ele fica debajo do horizonte e não aparece. Um erro comum é achar que o arco-íris precisa de chuva caindo onde você está. Na verdade, precisa chover num raio de alguns quilômetros de distância, na direção oposta ao sol. Pode estar totalmente limpo onde você está parado e o arco-íris aparecer normalmente.

Gotas maiores produzem cores mais vivas e bem definidas. Gotas pequenas, como as de neblina, produzem um arco-íris branco quase transparente chamado arco-íris de nevoeiro, porque as gotas são tão pequenas que a dispersão não funciona direito e todas as cores se sobrepõem. Eu já vi isso acontecer numa manhã de outono com neblina densa perto de um rio — parecia que tinha um arco-íris fantasma, quase invisível, com cores muito dessaturadas. Se você quiser reproduzir um arco-íris caseiro, pegue uma mangueira de jardim de manhã cedo ou no final da tarde, fique de costas para o sol e borrife água finamente à sua frente. O jato fino é importante — jatos grossos não criam gotas esféricas pequenas o bastante para o efeito de dispersão funcionar corretamente. O arco-íris nunca dura muito tempo porque depende de condições bem específicas: sol num ângulo baixo, gotas de chuva numa faixa específica entre o observador e o horizonte oposto, e céu aberto na direção do sol. Se as nuvens cobrirem o sol, o arco-íris desaparece instantaneamente. Se a chuva mudar de intensidade ou se mover, as gotas disponíveis mudam e o arco se transforma ou some.

Às vezes, depois do arco-íris primário passar, aparece uma faixa escura entre o primário e o secundário. Isso se chama Banda de Alexander, em homenagem a Alexander de Hipona, que descreveu o fenômeno no século XIII. É simplesmente a região do céu onde nenhuma luz refletida das gotas chega aos seus olhos — um espaço vazio entre dois arcos que, ironicamente, comprova que o mecanismo óptico está funcionando corretamente.