O artigo "Por que o céu é azul?" desencadeou outras perguntas sobre "O que causa um arco-íris?". Então, vamos falar sobre a natureza dos arco-íris.

Você sabe que a luz é formada pela união de várias cores: vermelho, laranja, amarelo, verde, azul, anil e violeta. É por isso que um prisma pode receber luz branca de um lado e produzir seu próprio miniarco-íris do outro. Para entender os arco-íris, primeiro você precisa compreender o que acontece dentro de um prisma para que ele consiga dividir a luz branca em suas cores.

Um prisma é uma peça triangular de vidro ou plástico. Para fazer com que ele produza um pequeno arco-íris, deixe um feixe de luz estreito atingir um lado do triângulo, desta forma:

A dispersão de cores em um prisma acontece por causa de uma coisa chamada índice de refração do vidro. Todo material tem um índice de refração diferente. Quando a luz entra em um material (por exemplo, quando a luz que viaja pelo ar entra no vidro de um prisma), a diferença entre o índice refrativo do ar e do vidro faz que a luz se curve. O ângulo de curvatura é diferente para os diversos comprimentos de onda da luz. Quando a luz branca se move através das duas faces do prisma, as diversas cores, com seus comprimentos diferentes, se dividem, formando um arco-íris.

Em um arco-íris, as gotas de chuva no ar agem como pequenos prismas. A luz entra na gota de chuva, reflete do outro lado da gota e sai. Durante o processo, ela é dividida em um espectro assim como acontece em um prisma triangular de vidro, desta forma:

O ângulo entre o raio de luz que entra nas gotas e o que sai delas é de 42º para o vermelho e de 40º para o violeta. Você pode ver nesse diagrama que os ângulos fazem com que cores diferentes de várias gotas cheguem ao seu olho, formando um arco colorido no céu - um arco-íris. Em um arco-íris duplo, o segundo arco é produzido porque as gotas podem ter dois reflexos internamente e obter o mesmo efeito. As gotas devem ter o tamanho certo para fazer os dois reflexos funcionarem.

Da próxima vez que encontrar um arco-íris, você irá observá-lo com outros olhos. Para obter mais informações, confira Como funciona o arco-íris.

Veja mais alguns links interessantes:

• Como funciona a luz
• Por que os CDs refletem as cores do arco-íris? (em inglês)
  
• Luz, prismas e arco-íris (em inglês) 
• Gota de chuva como um prisma - bastante técnico, mas interessante para os entendidos no assunto (em inglês) 
• A matemática da refração (em inglês) 
• Crie um prisma gigante (em inglês)