O documento descreve diversos fenômenos ópticos naturais, incluindo a reflexão, refração e dispersão da luz no arco-íris, halo solar, raios crepusculares e miragens. Explica como esses fenômenos ocorrem devido à interação da luz com a atmosfera terrestre, nuvens, gelo e poeira.

1. Fenômenos ópticos
Fenômenos ópticos são eventos observáveis em nosso cotidiano. Saiba
quais são os fenômenos ópticos mais importantes e entenda como eles
funcionam.
Embora pareçam divergentes, os raios crepusculares são paralelos.
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Fenômenos ópticos são eventos observáveis a olho nu resultantes da
interação da luz com a matéria. Entre os principais fenômenos ópticos,
podemos destacar a reflexão, a refração, a absorção, a dispersão e a
interferência da luz. Diversos fatos naturais relacionados à luz são
decorrentes desses fenômenos.
Tópicos deste artigo
• 1 - Reflexão da luz
•
• 2 - Refração da luz
•

2. • 3 - Absorção da luz
•
• 4 - Fenômenos ópticos naturais
•
Reflexão da luz
A reflexão da luz é responsável por conseguirmos enxergar a maior
parte dos objetos ao nosso redor. A maioria desses corpos são fontes
secundárias de luz, também chamados de corpos iluminados, ou seja,
não produzem sua própria luz, apenas refletem os raios luminosos que
chegam até eles.
Quando incide sobre uma superfície de relevo acidentado ou áspero, a
luz sofre reflexão difusa, mesmo que microscopicamente. Durante esse
fenômeno, os ângulos de incidência e de reflexão são diferentes, por
isso não conseguimos enxergar imagens refletidas nessas superfícies.
Quando uma superfície é suficientemente lisa ou polida, é possível que
ela reflita a luz de maneira regular, isto é, com os ângulos de incidência
e de reflexão iguais. Esse tipo de reflexão permite enxergarmos imagens
refletidas, como quando olhamos para um espelho ou para uma bandeja
de prata polida.
Quando a luz sofre reflexão em uma superfície plana e sem qualquer
curvatura, as imagens formadas são chamadas de imagens virtuais, as
quais são formadas “atrás” da superfície por meio do cruzamento dos
prolongamentos dos raios de luz.
Se a luz for refletida regularmente por uma superfície côncava, a imagem
será projetada na frente dessa superfície e receberá o nome de imagem
real.
Veja também: Aprenda a diferença entre imagens reais e virtuais
Refração da luz
A refração ocorre quando a luz é transmitida através da interface de
dois meios transparentes, como o ar e a água. Nesse processo, a luz

3. sofre uma mudança em sua velocidade de propagação, podendo ficar
mais rápida ou mais lenta, dependendo do índice de refração do meio
em que adentra. O índice de refração é uma grandeza adimensional e é
dada pela razão entre a velocidade da luz no vácuo e a velocidade da
luz no meio.
Além disso, a velocidade da luz em qualquer meio físico depende de sua
frequência, por isso, cada cor propaga-se com velocidade levemente
diferente. Em virtude disso, ao passar por um prisma, a luz dispersa-se
nas cores do arco-íris, conhecidas como espectro visível. O fenômeno
em que a luz branca separa-se nas diferentes cores visíveis é chamado
de dispersão da luz.
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Absorção da luz
Certos pigmentos, como as tintas azuis, vermelhas, verdes, assim como
outros elementos, são capazes de absorver determinadas frequências de
luz. A presença de alguns tipos de átomos muda a tonalidade de uma
substância em virtude das frequências de luz que esses átomos são
capazes de absorver.
Corpos brancos têm a capacidade de refletir igualmente todas as
frequências de luz visível incidentes sobre eles. Já os corpos negros
tendem a absorver todas as cores da luz visível. Uma camiseta vermelha,
por exemplo, apresenta-se na cor vermelha quando iluminada por
fontes de luz branca, as quais, naturalmente, emitem todas as cores do
espectro visível. Nessa situação, essa camiseta será capaz de absorver
parcialmente a luz branca que a ilumina: absorverá o azul, o amarelo, o
verde, porém será incapaz de absorver o vermelho, refletindo-o.
Em um ambiente completamente escuro, no entanto, a camiseta
vermelha não será visível, uma vez que ela não emite sua própria luz,
apenas reflete-a. Se iluminada por uma lâmpada azul monocromática,
por exemplo, essa camiseta será vista da cor preta, uma vez que irá
absorver a cor azul.
Veja também: Por que o céu é azul?

4. Fenômenos ópticos naturais
Os fenômenos ópticos naturais ocorrem em virtude da interação da
luz com a atmosfera terrestre, com as nuvens, bem como com
partículas de gelo e de poeira. Quando interage com esses diferentes
meios, a luz pode sofrer reflexão, refração, dispersão e interferência,
produzindo efeitos muito bonitos e curiosos, como os que serão
mostrados adiante.
• Aurora boreal
A aurora boreal é um fenômeno luminoso que ocorre quando as
partículas emitidas pelo Sol, chamadas de vento solar, adentram as
regiões atmosféricas polares, que apresentam campos magnéticos mais
concentrados, com altas intensidades. Essas partículas são eletricamente
carregadas, por isso, ao adentrarem os polos, sofrem deflexões,
emitindo luzes verdes e azuladas nesse processo.
Quando o vento solar entra nas regiões polares e é defletido, bonitos padrões luminosos
surgem no céu.
• Miragem

5. As miragens ocorrem em decorrência de uma grande variação
espacial (gradiente) na temperatura do ar. Por exemplo, quando o
asfalto encontra-se muito quente, o ar próximo a ele fica muito
aquecido, mas as camadas de ar que se encontram um pouco acima
estão significativamente mais frias. O inverso também pode ocorrer caso
a temperatura do solo ou dos mares, por exemplo, esteja fria, e a
temperatura do ar logo acima esteja quente.
As ilusões de óptica vistas nas miragens surgem em virtude dessa
diferença de temperatura: o ar mais quente é menos denso e tem menor
índice de refração. Essa menor densidade faz com que ele suba em razão
da força de empuxo atmosférico, enquanto o menor índice de refração
produz as distorções da imagem.
Nos mares, esse efeito surge em razão da baixa temperatura das águas
e da alta temperatura dos ares, produzindo a chamada Fata Morgana.
Esse efeito causa a impressão de que os barcos no horizonte estão
voando sobre a superfície do mar, por isso, alguns historiadores
acreditam que esse fenômeno tenha dado origem à lenda do Holandês
Voador.
O efeito Fata Morgana surge quando a água dos mares está fria, e o ar atmosférico, quente.
• Raios crepusculares

6. Os raios crepusculares surgem quando a luz solar atravessa aberturas
existentes nas nuvens. Em razão da perspectiva dos observadores que
se encontram no solo, esses raios parecem imergir de um único ponto
no céu, como se fossem divergentes. No entanto, são quase
perfeitamente paralelos entre si.
De acordo com a ótica geométrica, fontes externas e distantes, como o Sol, produzem raios
de luz paralelos.
• Raios anticrepusculares
Os raios anticrepusculares têm a mesma origem dos raios crepusculares,
no entanto, são vistos na direção contrária do Sol.

7. Os raios anticrepusculares são raios de luz vistos na direção oposta à dos raios
crepusculares.
Halo solar
O halo solar é uma coroa multicolorida perfeitamente circular. É
formada ao redor do Sol em virtude da refração da luz por pequenos
cristais de gelo presentes na atmosfera de locais muito frios. O formato
geométrico ocorre em razão da estrutura cristalina desses cristais, os
quais possuem forma hexagonal. Em alguns casos, é possível ver que o
halo concentra mais luz em pontos específicos, que são chamados de
parélios.

8. O acúmulo de luz visto nas direções vertical e horizontal durante um halo solar é chamado
de parélio.
• Arco-íris
Quando é refratada dentro de gotículas de água presentes na atmosfera,
a luz solar pode sofrer uma reflexão interna total no interior do meio
aquoso. Ao deixar o interior dessas gotículas, a luz encontra-se dispersa,
ou seja, apresenta uma separação de acordo com a cor, assim como
quando a luz atravessa um prisma, por exemplo. Dessa forma, origina-
se o arco-íris.

9. Apesar de parecerem arcos, os arcos-íris são, na verdade, círculos completos. No entanto,
parte deles incide sobre a superfície, que o absorve.
• Pilares de luz
Os pilares de luz, fenômenos atmosféricos presentes em regiões
muito frias, ocorrem em virtude da reflexão da luz por milhões de
cristais microscópicos de gelo suspensos no ar atmosférico. Ao passar
por esses cristais, a reflexão da luz faz com que pareça propagar-se na
direção vertical.
Os pilares de luz surgem em virtude da presença de milhões de cristais microscópicos de
gelo presentes no ar.

10. • Nuvens iridescentes
As nuvens iridescentes são fenômenos ópticos bastante raros que
acontecem na atmosfera. Consiste no surgimento de padrões de cores
similares àqueles dos arcos-íris nas nuvens. As cores exibidas podem ser
bastante vívidas ou podem apresentar tons pastel.
Esse fenômeno origina-se da difração da luz por pequenos cristais de
gelo, menores ainda do que aqueles que causam o halo solar. Em
decorrência de seu pequeno tamanho, esses cristais conseguem
espalhar a luz e dispersá-la, mostrando todo o espectro visível na
superfície das nuvens. Uma série de fatores contribui para que esse
fenômeno ocorra: o tamanho uniforme dos cristais de gelo, a distância
da nuvem, sua transparência e, até mesmo, o ângulo entre os raios de
luz e a superfície dos cristais.
As nuvens iridescentes são fenômenos raros cuja ocorrência depende de condições
bastante particulares.
• Cinturão de Vênus
O Cinturão de Vênus é um fenômeno visível durante o amanhecer e
o pôr do Sol. Caracteriza-se por uma faixa de tons rosas distribuídos ao
longo horizonte, cerca de 10º a 20º acima da superfície.

11. Esse fenômeno ocorre em razão da refração da luz solar. De acordo com
o ângulo, somente as cores de menor frequência do espectro, como o
vermelho e o laranja, são refratadas dentro da atmosfera, colorindo-a de
tons quentes.
Cinturão de Vênus durante o pôr do Sol.
Por Me. Rafael Helerbrock