Arco-íris: um fotometeoro de esperança

Tipologia: exploração de conteúdos com protocolo experimental

Descrição: O arco-íris é um dos mais belos fenómenos naturais. Tornou-se um símbolo de esperança e de união, durante os dias de emergência mundial relacionada com a COVID-19. No período de confinamento, numa iniciativa que se iniciou em Itália e se espalhou rapidamente pela Europa, diversas crianças e respetivas famílias criaram o seu próprio arco-íris acompanhado da mensagem «vai ficar tudo bem!».

E o que é o arco-íris? Como se forma? A natureza é uma fonte de incertezas e de força (que muitas vezes negligenciamos) que, desde sempre, exerceu um enorme fascínio no Homem. Este facto, aliado à curiosidade, frequentemente, desencadeia a investigação científica.

O arco íris é um fenómeno luminoso (fotometeoro). A luz solar é composta por todas as cores do espetro luminoso, que só conseguimos observar quando um raio de luz branca atravessa um prisma. Este raio sofre refração, ao atravessar o prisma, e divide-se em comprimentos de onda que vão desde o infravermelho ao ultravioleta. Os extremos não são visíveis, pelo que apenas conseguimos observar os comprimentos de onda do vermelho ao violeta (que fazem parte da radiação de luz visível). Isaac Newton foi o primeiro cientista a demonstrar que a luz branca é constituída por todas as cores do arco-íris, através de um prisma de vidro. De igual forma, quando a luz solar atravessa uma gota de água esta funciona exatamente como o prisma e, por isso, é possível separar a luz nas suas cores.

Assim, de acordo com o IPMA – Instituto Português do Mar e da Atmosfera, o arco-íris pode ser observado quando o sol (ou a lua) se encontra nas costas do observador (a uma baixa altitude ou ângulo) e exista chuva, chuvisco ou nevoeiro, na direção observada. Os raios da luz solar (ou lunar) atravessam as gotas de água e são refratadas nas gotas de chuva. Após a refração, uma parte dos raios de luz sofre uma ou duas reflexões (na face interna das gotas) e, de seguida, uma segunda refração exatamente na direção do observador. Desta forma, surgem grupos de arcos concêntricos, com cores que variam do roxo ao vermelho.

O mais espetacular arco-íris aparece quando metade do céu ainda está escuro, com nuvens de chuva, e o observador está num local com céu claro. Por vezes, é possível observar dois arco-íris ao mesmo tempo: um principal (arco-íris primário) e, por cima, outro, um pouco maior e menos brilhante (arco-íris secundário). Este último é fruto de as gotas de água refletirem duplamente os raios de sol. O arco-íris primário tem o roxo no interior (raio de 40º) e o vermelho no exterior (raio de 42º). Por sua vez, o arco íris secundário tem o vermelho no interior (raio de 50º) e o roxo no exterior (raio de 54º). Curiosamente, a observação de um arco-íris numa viagem de avião, mostra um círculo completo e não um simples arco. O arco íris pode também ter a cor branca, sendo constituído por uma faixa branca que aparece num alvo de nevoeiro ou neblina: as gotas de água são tão pequenas que refletem cores mais fracas (geralmente com a orla exterior vermelha e interior azulada).

O arco-íris, de enorme beleza, despertou a curiosidade da ciência, mas é também fonte de inspiração da literatura, das artes ou até de mitos. Diz a crença popular que nas extremidades do arco-íris haverá um pote de ouro. Já alguém o encontrou?

Já conheces as condições para este fotometeoro , pelo que as previsões de estado de tempo do IPMA - Instituto Português do Mar e da Atmosfera e os dados obtidos, nomeadamente, pelo Radar Meteorológico de Arouca são importantes para avaliar se teremos hipótese de observar este fotometeoro! Enquanto não o observamos na natureza, propomos que cries o teu arco-íris, com arroz colorido. Faz download do protocolo experimental anexo!

Sugestões de exploração da temática:

• Protocolo experimental anexo em ficheiro pdf;
• FAQ IPMA: https://bit.ly/2WgOC6c;
  
• Imagens do Mosaico de Radares Meteorológicos Nacionais (inclui Arouca), através das quais poderá acompanhar os hidrometeoros. Uma ferramenta importante para os meteorologistas, nomeadamente para detetarem situações meteorológicas de tempo severo (chuva e ventos fortes, granizo ou até tornados) e, consequentemente uma maior segurança das populações perante catástrofes naturais, disponível em http://www.ipma.pt/pt/otempo/obs.radar/ ;
  
• Vídeo educativo sobre o arco-íris disponível em https://bit.ly/2z4vGzm ;

Agradecemos a colaboração do IPMA na criação deste recurso educativo.