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Uma imagem capturada recentemente pela sonda - UNICAMP 2022

Uma imagem capturada recentemente pela sonda Perseverance na superfície de Marte mostrou o que parece ser um arco-íris no céu daquele planeta. Na Terra, um arco-íris surge como resultado da decomposição da luz branca do Sol por refração nas gotículas quase esféricas de água, suspensas na atmosfera. Em Marte, contudo, não há chuva. Portanto, a origem do arco-íris ainda é controversa.

Em relação ao fenômeno de for mação do arco-íris na Terra, quando a luz solar incide em uma gotícula de água, é correto afirmar que

1. o índice de refração da água para as diferentes cores da luz branca é menor do que o do ar; assim, no interior das gotículas, os raios de luz das diferentes cores se aproximam mais da reta normal à interface entre os meios de refração, quanto maior for o índice de refração corresponde àquela cor, na água.

2. o índice de refração da água para as diferentes cores da luz branca é menor do que o do ar; assim, os raios de luz das diferentes cores, no interior das gotículas, se afastam mais da reta normal à interface entre os meios de refração, quanto maior for o índice de refração corresponde àquela cor, na água.

3. o índice de refração da água para as diferentes cores da luz branca é maior do que o do ar; assim, os raios de luz das diferentes cores, no interior das gotículas, se aproximam mais da reta normal à interface entre os meios de refração, quanto maior for o índice de refração corresponde àquela cor, na água.

4. o índice de refração da água para as diferentes cores da luz branca é maior do que o do ar; assim, os raios de luz das diferentes cores, no interior das gotículas, se afastam mais da reta normal à interface entre os meios de refração, quanto maior for o índice de refração corresponde àquela cor, na água.

Solução

Alternativa Correta: C) o índice de refração da água para as diferentes cores da luz branca é maior do que o do ar; assim, os raios de luz das diferentes cores, no interior das gotículas, se aproximam mais da reta normal à interface entre os meios de refração, quanto maior for o índice de refração corresponde àquela cor, na água.

A atmosfera de Marte, constituída essencialmente de dióxido de carbono, nitrogênio e argônio, não contém gotículas de água em suspensão, como na Terra, fundamentais para a ocorrência de arco-íris.
Uma explicação consistente para o arco-íris registrado na imagem do enunciado, referente a Marte, talvez esteja relacionada a uma aberração cromática ocorrida na lente esférica (convergente) da câmara que capturou a imagem.
Na formação de um arco-íris, a luz branca solar se refrata do ar para a água que compõe as numerosas gotículas de água que permeiam a atmosfera terrestre, especialmente após uma chuva, sofrendo dispersão (decomposição) nas cores fundamentais: vermelha, alaranjada, amarela, verde, azul, anil e violeta.
As cores citadas deparam-se com um meio mais refringente que o ar – a água – que oferece do vermelho para o violeta índices de refração absolutos sucessivamente crescentes. Nessas refrações, cada cor se desvia, aproximando-se da normal, como está ilustrado abaixo.

A luz branca solar sofre dispersão, separando-se nas cores fundamentais que a constituem. Essa luz se refle te no fundo da gotícula (reflexão não total), refratando-se decomposta rumo aos olhos do observador.

Resolução adaptada de: Curso Objetivo

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Institução: UNICAMP

Ano da Prova: 2022

Assuntos: Óptica

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