O Segredo por Trás dos Arco-íris
Arco-íris se curvam no céu durante o carnaval de chuva de meteoros! Mas o que eles são, na verdade? "'Uau, olhe todos os arco-íris!' Yuki exclamou, apontando para o céu. 'É como um carnaval mágico!'" Fato: Arco-íris são causados pela refração, reflexão interna e dispersão da luz em gotículas de água. A luz leva cerca de oito minutos e vinte segundos para viajar do Sol à Terra.
Arco-íris aparecem quando a luz do sol atinge as gotas de chuva. Não é qualquer luz – é a luz do sol! "O pai de Yuki riu. 'É tudo sobre como a luz se curva! Você já viu uma colher parecer torta em um copo d'água?' Yuki balançou a cabeça. A mãe dela acrescentou: 'Essa curvatura é chamada refração.'" Fato: Refração é a curvatura da luz quando ela passa de um meio para outro. Isso é semelhante a como uma lente foca a luz. Sir Isaac Newton estudou a refração extensivamente.
"Cada gota de chuva age como um pequeno prisma! Mas como essas gotículas de água agem como um prisma?" "'Então, cada gota de chuva divide a luz do sol em cores diferentes?' Yuki perguntou, rabiscando em seu caderno. 'Exatamente!' o pai dela respondeu. 'Como quando você faz a luz brilhar através de um prisma.'" Fato: Um prisma é um elemento óptico transparente que refrata a luz, separando a luz branca em um espectro. René Descartes foi um dos primeiros a explicar corretamente a física dos arco-íris em mil seiscentos e trinta e sete.
Primeiro, a luz do sol entra na gota de chuva e desacelera, curvando-se à medida que avança. "A mãe de Yuki explicou: 'Quando a luz entra, é como correr do asfalto para a areia — você desacelera e muda de direção!'" Fato: O ângulo de incidência e o ângulo de refração são relacionados pela Lei de Snell. Essa lei foi formulada por Willebrord Snellius no século dezessete.
Em seguida, a luz ricocheteia na parte de trás da gota de chuva, como um espelho dentro! "O pai de Yuki apontou: 'Vê como a luz atinge a parte de trás e reflete? Isso é reflexão interna total!'" Fato: A reflexão interna total ocorre quando a luz viaja de um meio mais denso para um meio menos denso em um ângulo grande. Este princípio é usado em fibra óptica.
Finalmente, a luz sai da gota de chuva, separando-se em todas as cores do arco-íris. "Yuki ofegou, 'É como se a luz estivesse pintando o céu com todas as cores!' Sua mãe sorriu, 'Cada cor se curva um pouco diferente quando sai da gota.'" Fato: Dispersão é a separação da luz branca em suas cores constituintes devido a diferenças no índice de refração. Os experimentos de prisma de Isaac Newton demonstraram isso.
Vemos arco-íris sempre que a luz do sol e a chuva se encontram! Mas só se o ângulo estiver certo! "O pai de Yuki sorriu. 'É por isso que os arco-íris sempre parecem se curvar para longe do sol. É tudo uma questão de ângulos!'" Fato: O ângulo entre a luz solar incidente, o observador e o arco-íris é de aproximadamente quarenta e dois graus. Isso é consistente, não importa a sua altitude!
Arco-íris aparecem até em fontes. Todas essas minúsculas gotas de água proporcionam um espetáculo de luzes colorido e incrível! Yuki lembra de ter lido: "O importante é nunca parar de questionar", disse Albert Einstein. "Então, se arco-íris aparecem na chuva, e chuva é basicamente água... e nas fontes?" Fato: Arco-íris artificiais podem ser criados usando mangueiras de jardim ou aspersores. Os mesmos princípios de refração e reflexão se aplicam.
Acredite ou não, você pode até ver arco-íris à noite. Eles são chamados de arco-íris lunares! "Yuki apontou animadamente: 'Olha! Um arco-íris lunar! É um arco-íris... mas feito pela luz da lua!' O pai dela respondeu: 'Arco-íris lunares são mais fracos porque a luz da lua é mais fraca, mas eles são reais!'" Fato: Arco-íris lunares (também conhecidos como arco-íris da lua) são melhor vistos quando a lua está baixa no céu e o céu está escuro. Eles geralmente parecem brancos porque a luz da lua não é tão brilhante quanto a luz do sol.
Arco-íris nos lembram que luz e água criam coisas incríveis. Continue observando, e você sempre verá algo novo! "Yuki sorriu, escrevendo em seu caderno. 'Arco-íris nos mostram o quanto o universo está tentando nos ensinar.'" Fato: Entender como os arco-íris se formam levou a avanços em óptica, previsão do tempo e outras áreas da ciência e tecnologia. Está tudo conectado!