Fenômenos naturais
Por que o arco-íris é curvo e aparece sempre a cerca de 42 graus da sombra da sua cabeça
Publicado em 05/10/2026 · Última alteração em 05/10/2026
Todo arco-íris tem um centro, e ele fica exatamente na sombra da sua cabeça. A luz do Sol entra numa gota de chuva, se desvia, reflete uma vez no fundo da gota e sai de novo, concentrada num ângulo de cerca de 42 graus. Só as gotas que estão a esse ângulo da sombra da sua cabeça mandam essa luz para o seu olho, e juntas elas formam um círculo em volta desse ponto. Por isso o arco é curvo. E por isso ele é só seu: quem está ao lado vê a luz de outras gotas.
O ponto do céu exatamente oposto ao Sol se chama ponto antissolar, e é ali que cai a sombra da cabeça de quem observa. Para ver o arco é preciso estar de costas para o Sol, com a chuva à frente. Cada cor sai da gota num ângulo um pouco diferente, porque a água desvia mais a luz violeta do que a vermelha: no arco principal, o vermelho fica por fora, a cerca de 42 graus do centro, e o violeta por dentro, a cerca de 40. Quando o Sol está acima do horizonte, o centro do círculo fica abaixo dele, e a Terra esconde parte do arco. Com o Sol baixo, vê-se quase um semicírculo; com o Sol mais alto, um arco menor; com o Sol a mais de 42 graus acima do horizonte, não há arco-íris visível do chão.
Visto do avião, o arco-íris é um anel
O arco-íris é, na verdade, um círculo completo. Do chão, a Terra corta a parte de baixo. Do alto de um morro, o arco pode passar de um semicírculo, e de um avião, com gotas e luz do Sol abaixo do observador, às vezes dá para ver o anel inteiro.
O caminho da luz dentro da gota
A luz do Sol se desvia ao entrar na gota, reflete uma vez na parede de trás e se desvia de novo ao sair. Raios que entram em pontos diferentes saem em direções diferentes, mas muitos deles se acumulam perto de 42 graus da direção oposta à do Sol. René Descartes foi o primeiro a explicar o arco-íris por inteiro traçando esses raios por uma gota esférica. No século XIV, Teodorico de Freiberg já estudava a luz atravessando um globo de água, pensado como modelo de uma gota.
Um arco-íris para cada um
As gotas que mandam luz concentrada para o seu olho estão todas a cerca de 42 graus do ponto antissolar, a sombra da sua cabeça. Juntas, formam um cone com vértice no seu olho, que você enxerga como um círculo. Quem está a alguns metros tem outro ponto antissolar e recebe a luz de outras gotas. Por isso, para achar um arco-íris num jato de mangueira ou num chafariz, o truque é procurar a sombra da própria cabeça e olhar em volta dela.
O segundo arco, de cores trocadas
Parte da luz reflete duas vezes dentro da gota antes de sair. Essa luz forma o arco secundário, a cerca de 50 graus do ponto antissolar, por fora do principal. A reflexão extra faz o arco ser mais fraco e inverte a ordem das cores: no arco principal o vermelho fica por fora e o violeta por dentro; no secundário, o vermelho fica por dentro, voltado para o principal, e o violeta por fora.
A banda de Alexandre
Entre os dois arcos, na faixa de cerca de 42 a 50 graus, não chega ao observador a luz concentrada de nenhum dos dois caminhos dentro da gota. O resultado é uma faixa de céu visivelmente mais escura do que a dos lados. Ela leva o nome de Alexandre de Afrodísias, que a descreveu há cerca de 1.800 anos. A explicação veio muito depois: só quando se entendeu o caminho da luz dentro da gota ficou claro por que aquela faixa recebe menos luz.
Como sabemos
Óptica clássica e consensual, conferida no Met Office, na NOAA (NWS e NESDIS) e em páginas de física da Georgia State University e da Universidade do Texas em Austin; só o ângulo do arco secundário varia ligeiramente entre fontes.
- Consenso científico: O arco-íris se forma pela refração e reflexão da luz do Sol em gotas de água: a luz se desvia ao entrar, reflete uma vez dentro da gota e se desvia de novo ao sair. [1] [2] [4]
- Fato estabelecido: A luz que sai da gota depois de uma reflexão interna se concentra num ângulo de cerca de 42 graus em relação à direção oposta à da luz do Sol. [3] [4]
- Fato estabelecido: O arco-íris principal tem centro no ponto antissolar, onde cai a sombra da cabeça do observador, e forma um cone em torno desse ponto. [2] [3]
- Consenso científico: Cada pessoa vê um arco-íris diferente, formado por gotas diferentes, porque o arco depende da posição de quem observa. [1] [2]
- Fato estabelecido: Para ver o arco-íris é preciso estar com o Sol às costas e as gotas de chuva à frente. [1] [4]
- Fato estabelecido: Como o índice de refração da água varia com o comprimento de onda, o violeta é mais desviado que o vermelho; no arco principal o vermelho fica por fora e o violeta por dentro, entre cerca de 42 e 40 graus do ponto antissolar. [2] [3] [5]
A HyperPhysics dá a faixa de cerca de 40 a 42 graus; o '42 graus' do título se refere à borda vermelha. - Fato estabelecido: Com o Sol baixo vê-se quase um semicírculo; com o Sol mais alto, um arco menor; com o Sol a mais de 42 graus acima do horizonte, não há arco-íris visível. [3] [4]
- Fato estabelecido: O arco-íris é um círculo completo; do chão a Terra esconde parte dele, de um morro pode-se ver mais que um semicírculo e de um avião às vezes se vê o círculo inteiro. [1] [3] [5]
- Fato estabelecido: O arco secundário vem de luz que reflete duas vezes dentro da gota, aparece a cerca de 50 graus do ponto antissolar, é mais fraco e tem as cores invertidas, com o vermelho por dentro. [1] [3] [4] [5]
NOAA e Fitzpatrick (UT Austin) dão cerca de 50 graus; a HyperPhysics diz cerca de 10 graus além do arco principal. O texto usa 'cerca de 50 graus'. - Fato estabelecido: Entre os dois arcos, na faixa de cerca de 42 a 50 graus, não chega ao observador a luz concentrada de nenhuma das duas reflexões, e o céu parece mais escuro: é a banda de Alexandre. [1] [3]
- Fato estabelecido: A banda escura leva o nome de Alexandre de Afrodísias, que a descreveu há cerca de 1.800 anos. [3]
- Consenso científico: René Descartes foi o primeiro a dar uma explicação completa do arco-íris, traçando o caminho de raios paralelos por uma gota esférica e mostrando que eles se concentram a 42 graus. [3]
- Fato estabelecido: No século XIV, Teodorico de Freiberg estudou o caminho da luz por um globo esférico de água e propôs tratá-lo como modelo de uma gota de chuva. [3]
Fontes
- Met Office (Reino Unido) — Rainbows
consultada em 05/10/2026 - Georgia State University, Departamento de Física e Astronomia — The Primary Rainbow (HyperPhysics)
consultada em 05/10/2026 - University of Texas at Austin — Rainbows (Electromagnetism and Optics, lecture notes)
consultada em 05/10/2026 - NOAA National Weather Service, Flagstaff — How Do Rainbows Form?
consultada em 05/10/2026 - NOAA NESDIS — What Causes a Rainbow?
consultada em 05/10/2026
Histórico de alterações
- Versão 1 · 05/10/2026 — primeira versão