Perché il cielo è blu?
Il colore del cielo è blu, seppur tale colore varia passando dall’azzurro al rosso a seconda di una serie di fattori che incidono su di esso. Per esempio, in assenza di luce, il cielo è di colore blu notte, mentre durante il tramonto si colora principalmente di rosso, arancione e giallo. Ma perché, generalmente, il cielo è blu?
Blu: il colore del cielo
Il blu è uno dei colori prevalenti sul nostro pianeta, ma vi siete mai chiesti cosa lo rende tale? Per capirlo, bisogna sapere cos’è una lunghezza d’onda. Le lunghezze d’onda sono misurate in nanometri (nm) e rappresentano la lunghezza della luce da cresta a cresta. Più corta è la lunghezza, più energia ha; ecco perché le lunghezze d’onda blu sono associate ad alta energia.
Anche la luce ha lunghezze d’onda. Quando colpisce i nostri occhi, il nostro cervello la interpreta come un colore in base alla lunghezza d’onda di quella luce.
Quando si guarda il cielo durante il giorno, la maggior parte della luce che colpisce l’atmosfera terrestre proviene dal sole ed ha diverse lunghezze d’onda. Se guardi molto attentamente la luce del sole che passa attraverso un prisma o un cristallo, puoi vedere che ogni colore della luce è piegato diversamente dagli altri (ecco perché gli arcobaleni appaiono curvi).
Lunghezza d’onda del blu
Le lunghezze d’onda blu sono comprese tra 380 e 495 nm e si trovano tra il viola e il verde nello spettro della luce visibile. La gamma della lunghezza d’onda del blu indica che il colore blu può essere molto chiaro o molto scuro, a seconda della sua tonalità e luminosità. Se una lunghezza d’onda rientra nell’intervallo da 400 a 480 nm, apparirà come un colore blu molto chiaro; se rientra nell’intervallo da 480 a 500 nm, apparirà come un colore blu molto scuro.
In particolare, le lunghezze d’onda blu sono grandi e richiedono molta energia per muoversi. Questo rende notoriamente difficile replicare il colore blu con la luce, infatti è anche il motivo per cui il blu è molto più facile da vedere in natura che in oggetti fatti dall’uomo, come edifici e automobili.
Le lunghezze d’onda blu sono più corte di quelle rosse, che sono le più lunghe in assoluto, e più lunghe di quelle viola, che invece sono le più corte di tutte. L’intero spettro ha 38 colori, tutti con diverse lunghezze d’onda, il che significa che non è possibile mescolarli insieme per creare nuovi colori sullo spettro.
Perché il colore del cielo è blu?
Il cielo è blu a causa del modo in cui la luce agisce quando colpisce le particelle nell’atmosfera, come il vapore acqueo, la polvere e l’ozono. Quando la luce bianca, che contiene tutti i colori dello spettro, colpisce queste particelle, esse disperdono la luce in lunghezze d’onda più corte, come il blu, più spesso di quelle più lunghe. Ecco perché si vede più luce blu che rimbalza in una giornata di sole: il sole ci manda costantemente un sacco di luce di diversi colori e la nostra atmosfera la disperde costantemente, ma solo una parte di quella luce arriva ai nostri occhi.
I colori con lunghezze d’onda più corte vengono dispersi molto più frequentemente di quelli con lunghezze d’onda più lunghe dalle molecole della nostra atmosfera, ed è per questo che vediamo soprattutto cieli blu durante il giorno. Vediamo più viola e rosso, che hanno lunghezze d’onda più lunghe, all’alba e al tramonto perché ci sono meno particelle nell’aria in quei momenti.
Cos’è la dispersione di Rayleigh?
Lo scattering di Rayleigh è il fenomeno che aiuta a spiegare perché il cielo è azzurro. È un tipo di dispersione della luce che si verifica quando la luce incontra piccole particelle come polvere, molecole di ossigeno e molecole di azoto nell’atmosfera. Le piccole particelle non possono assorbire tutte le lunghezze d’onda della luce, quindi deviano quelle più corte rispetto a quelle più lunghe. Questo ci permette di vedere tutti i colori della luce visibile quando guardiamo il nostro cielo: sono tutti lì, ma sono sparsi.
Poiché il blu è una lunghezza d’onda corta, viene disperso più del rosso e dell’arancione, che sono lunghezze d’onda più lunghe, quindi quando guardiamo il cielo, vediamo più luce blu che altri colori. Quindi, la dispersione di Rayleigh è il processo per cui la luce si disperde quando passa attraverso un materiale.
Quando la luce colpisce un materiale, una parte di essa rimbalza e continua nella direzione in cui stava viaggiando; il resto viene assorbito e diffuso dal materiale. La dispersione di Rayleigh si verifica quando la luce viene dispersa a più di 90 gradi dal suo percorso originale, ed è caratterizzata da una tonalità rossastra che diventa più pronunciata all’aumentare della dimensione delle particelle.
Quando non ci sono molecole in giro per disperdere la luce, come sulla luna, allora essa continua ad andare dritta come un raggio laser. Infatti, la luna non ha aria, quindi il suo cielo è nero. Ma se tu fossi su Marte, che ha un’atmosfera con piccole particelle di polvere che vi galleggiano dentro, vedresti un cielo rosa o color salmone a causa della dispersione di Rayleigh della polvere marziana.
