O arco-íris é um fenómeno ótico causado pela refração da luz solar nas gotas de água presentes na atmosfera. A refração divide a luz solar, que é branca, em espectros coloridos que formam o arco-íris. O mesmo se pode fazer num prisma de vidro. Neste caso as gotas de chuva funcionam como se fossem um prisma natural, mas precisam de ter um tamanho e formato certo para formar o arco-íris.
As cores presentes num raio de luz branca são as seguintes:
De facto, é habitual dizer-se que a luz proveniente do Sol é luz branca. Contudo, no século XVII, Isaac Newton observou que esta luz branca resulta da combinação de diferentes cores. Ele verificou que quando um raio de luz branca atravessava um cristal ou um prisma ótico, era dividido em diferentes cores, ao que se dá o nome de Dispersão ou Decomposição da Luz. Desta forma, Newton conseguiu explicar um fenómeno natural que há muito deixava as pessoas intrigadas - o arco-íris.
Newton não foi o primeiro a criar um arco-íris artificial com um prisma, mas foi o primeiro a usá-lo para demonstrar que a luz branca é uma mistura de diferentes cores. O prisma consegue separar as várias cores, inclinando-as com diferentes ângulos: o azul por um ângulo mais agudo que o vermelho; o verde, o amarelo e o laranja por ângulos intermédios.
Quando todas essas cores atingem ao mesmo tempo o olho humano, elas provocam a sensação visual da luz branca. Para demonstrar isso, Newton pintou um disco com as cores do arco-íris e colocou-o em rotação rápida. Nessa experiência, conhecida pelo disco de Newton, o olho passa a ver o disco com a cor branca, resultado da "mistura" das cores do arco-íris.
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