Arco-Íris

O arco-íris é um fenômeno óptico que se forma em razão da separação das cores da luz branca que formam a luz solar. Ele pode ser observado sempre que existirem gotículas de água suspensas na atmosfera e a luz solar estiver brilhando acima do observador em baixa altitude ou ângulo, ou seja, ele pode acontecer durante ou após uma chuva.  Esse acontecimento ocorre em razão da dispersão ou refração da luz.

Crédito: Renan Aryel Fernandes da Silva

A luz ao incidir num meio qualquer sofre o fenômeno da refração, dispersando ou convergindo seus raios de luz, porém esse fenômeno só ocorre quando a velocidade de propagação da luz é diferente nos meios, por exemplo com o ar e vidro, ou ar e água.

Da mesma forma como analisamos o espectro do Sol, podemos analisar o de outras estrelas.
fonte: http://pequenoastronomo.blogspot.com.br/2009/10/voce-conhece-o-disco-de-newton.html

Experiencia de escola

A luz do sol, falando do espectro visível, é uma onda de luz branca formada por várias cores, quando essa luz incide sobre uma gota de água os raios luminosos penetram nela e são refratados, sofrendo assim a dispersão. O feixe de luz colorido, dentro da gota, é refletido sobre a superfície interna da mesma e sofre novo processo de refração, motivo que provoca a separação das cores que um observador consegue ver. É evidente que essa dispersão ocorre com todas as gotas de água que estiverem na superfície recebendo a luz proveniente do Sol.




O arco-íris não existe, trata-se de uma ilusão de óptica cuja visualização depende da posição relativa do observador. É importante salientar que todas as gotas de água refratam e refletem a luz da mesma forma, no entanto, apenas algumas cores resultantes desse processo é que são captadas pelos olhos do observador.

Crédito: Andréa Eloísa Pereira

No século XVII o matemático e astrônomo holandês Snell descobriu uma lei que possibilita calcular o ângulo de refração como também o índice de refração do meio. Em sua homenagem essa lei ficou conhecida com Lei de Snell, e ela pode ser escrita da seguinte forma:

n1.senθ1 = n2.senθ2

Onde θ1e θ2 são, respectivamente, os ângulos de incidência e de refração, e n1 e n2 são chamados de índice de refração dos meios 1 e 2, e podem ser calculados através do quociente entre a velocidade da luz no vácuo, cujo valor é igual a c = 3 x 10^8 m/s, e a velocidade do meio. Matematicamente podemos escrever:

O índice de refração é uma grandeza adimensional, pois é o quociente entre duas grandezas da mesma espécie. Para o ar considera-se n igual a um (n = 1).

Disco de Newton

Issac Newton
http://www.fisica.net/cor/disco.htm

Newton explicou que a luz que consideramos branca é, na verdade, uma luz composta de várias cores. Em primeiro lugar, decompôs a luz solar. Por volta de 1666, mediante um prisma triangular de cristal atravessado por um feixe luminoso, obteve o que hoje chamamos de espectro, devido ao diferente índice de refração ou desvio de cada uma das cores que compõem a luz branca.

            A divisão de um raio de luz em seus componentes devido á sua diferente refração, denomina-se dispersão da luz.

            Falta então recompor a luz branca através da soma das cores. Isto se consegue por um aparelho que é chamado disco de Newton. Este disco que é pintado com as mesmas cores que compõem o espectro de luz branca,  quando girado velozmente e recebendo uma iluminação intensa, adquire uma cor uniformemente branca. À medida que aumenta a velocidade do disco, as cores vão-se somando, o matiz geral aparece acinzentado e, finalmente, só se observa um círculo uniforme esbranquiçado.

fontes:
Brasil Escola: http://www.brasilescola.com/fisica/formacao-um-arco-iris.htm
Mundo Educação: http://www.mundoeducacao.com.br/fisica/a-refracao-luz.htm
Fisica.net: http://www.fisica.net/cor/disco.htm