CORONAS

Corona é um fenômeno ótico causado pela difração da luz solar ou lunar ao interagir com pequenas partículas (água, gelo, grãos de pólen) presentes na atmosfera. Difere do halo de22° pela posição e pelo fato de os halos resultarem da refração da luz (figura 1).Trata-se de um caso de difração por um obstáculo circular, que de acordo com o princípio de Babinet possui o mesmo padrão de máximos e mínimos que a difração por uma abertura circular.

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Figura 1 – Halos circulares de 22° (à esquerda)são maiores que as coronas (à direita) e surgem em virtude da refração da luz ao atravessar nuvens finas do tipo cirrus.

 

 

O tamanho da abertura (ou do obstáculo) deve ser da ordem do comprimento de onda da luz; se for muito maior,a luz não sofrerá uma curvatura significativa e consequentemente o efeito não será observado.Na figura 2 pode-se ver o processo de difração por uma gota. Nela é possível visualizar o espalhamento da luz em dois pontos na superfície da gota e a formação de um máximocentral devido à interferência construtiva entre as ondas.

O padrão de difração é resultado do espalhamento da luz ao longo de toda a gota e da pequena contribuição das luzes refletida e transmitida,as quais possuem menor intensidade. Em razão deste último fato, a constituição da partícula é praticamente irrelevante e a aparência da corona é função primária do tamanho e formato da partícula.

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Figura 2 – Luz difratada por uma gota. Neste diagrama é possível visualizar como dois pontos na superfície de uma gota espalham a luz formando ondas esféricas que se sobrepõe e sofrem interferência.

   O tamanho da corona de uma cor específica depende do seu comprimento de onda; cores com comprimento de onda maior possuem maiores coronas (figura 3). A combinação dos máximos centrais das diferentes coronas dá origem ao círculo branco no centro da figura. As cores dos três primeiros anéis ao redor do círculo são sempre amarelo, laranja e vermelho devido ao fato de os seus máximos centrais serem maiores. Algumas vezes o máximo que se pode ver da figura de difração são o máximo central e os três primeiros anéis.

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Figura 3 – Comparação entre as coronas de uma única cor e entre a imagem formada pela luz branca. Nota-se que a corona da luz vermelha (de maior comprimento de onda) é muito maior que a da luz violeta.

   A corona é mais nítida quando as partículas possuem aproximadamente o mesmo tamanho, pois partículas de diferentes tamanhos originarão diferentes coronas e oresultado final será apenas uma mancha. Na figura 4 percebe-se que à medida que o desvio padrão (expresso em forma de porcentagem em relação à média) aumenta, a nitidez da imagem diminui. O tamanho das partículas em si também importa: partículas menores formam coronas maiores,pois a curvatura das ondas é mais acentuada (figura 5).

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Figura4 – Simulação mostra o efeito da distribuição de tamanhos das gotas d’água na formação da corona; para o diâmetro das gotas foi utilizada a distribuição normal.

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Figura 5 – Simulação comparando o tamanho das coronas lunares formadas por gotas d’água com 10, 20 e 40 µm de diâmetro.

Informações e imagens obtidas no site www.atopics.co.uk, acessado no dia 13/03/2014.