Olá, professor! O que seus alunos podem aprender observando um arco-íris? Muita física! O arco-íris, que podemos observar no céu após a chuva, resulta de um fenômeno óptico e meteorológico de refração e reflexão da luz e separação das cores.
Observado por Isaac Newton, no século XVII, ele ocorre na natureza quando um raio de luz branca atravessa uma gotícula de água suspensa na atmosfera e é dissipada decomposta em um espectro contínuo de cores. Que cores você lembra de já ter visto em um arco-íris?
Você e seus alunos podem reproduzir esse fenômeno da natureza com um experimento, utilizando água, espelho e uma fonte de luz.
Vocês vão precisar de
- bacia com água
- espelho
- luz do Sol
- superfície (parede, teto, folha de papel – preferencialmente branca)
Já têm todos os elementos? Agora, em um espaço com bastante luz do Sol, coloquem o espelho dentro da bacia com água, de maneira que ele fique inclinado para a superfície. Ajustem a inclinação da bacia e do espelho, a fim de encontrar a melhor posição para refletir os raios solares na parede (ou superfície escolhida).
Vocês já devem estar vendo o arco-íris, não é mesmo?
O que aconteceu?
Assim como acontece no céu, quando chove ou próximo à queda de uma cachoeira, a luz do Sol, que é uma onda de luz branca formada por várias cores, ao atravessar a água, sofre um processo chamado de refração.
Mas o que é refração? É o fenômeno que faz com que a luz desvie sua trajetória quando passa de um meio para outro. Por exemplo, do ar para a água. Esse desvio é diferente para cada cor, que é caracterizada por um comprimento de onda.
O que acha de propor um desafio para a sua turma? Será que eles conseguem adivinhar qual dessas cores que enxergamos no arco-íris seria a primeira a cruzar a linha de chegada e qual seria a última, em uma corrida?
Eles devem ter achado essa pergunta esquisita, não é? Ela está relacionada à velocidade de propagação da luz na água. O vermelho, que enxergamos na parte superior/exterior do arco, é o que tem o maior comprimento de onda e a maior velocidade de propagação. Já o violeta, que enxergamos na parte interna/inferior, é o que tem o menor comprimento de onda e, portanto, a menor velocidade de propagação.
Uma curiosidade superbacana é que H. Moysés Nussenzweig (professor emérito da UFRJ) deu uma contribuição importante para a teoria do arco-íris! Deixamos um artigo que fala sobre isso na seção de links, no final desse texto.
E, para ajudar a compreender mais esse experimento, compartilhamos um vídeo que o LADIF (Laboratório Didático do Instituto de Física da UFRJ) gravou, fazendo esse experimento do arco-íris:
Quer explorar ainda mais esse tema com seus alunos? Confira as dicas que preparamos:
- Que tal iniciar com uma roda de conversa, levantando as hipóteses dos alunos sobre o tema?
- A turma ficou curiosa sobre as cores da luz? Dá uma olhada no nosso blog, pois temos mais atividades nesse tema.
- Um pote de ouro no final do arco íris? Será? O arco-íris é explicado de diferentes maneiras, nas mais variadas culturas e épocas. Estimule seus alunos a pesquisarem sobre mitos, lendas, histórias e hipóteses que abordem o tema. Essa atividade interdisciplinar pode enriquecer ainda mais as descobertas.
Vocês podem compartilhar todas as histórias que descobrirem sobre o arco-íris e, ao final, produzir um registro coletivo com essas descobertas, incluindo a explicação que a ciência dá para o fenômeno.
Ah, e não se esqueça de compartilhar tudo com a gente, em nossas mídias sociais e pelo e-mail: juntosnacasa@casadaciencia.ufrj.br
Para saber mais
The theory of the rainbow (H. Moysés Nussenzveig, SCIENTIFIC AMERICAN, v. 236, p. 116-127, 1977).