Perché il cielo è blu?

Il cielo che vediamo ogni giorno ci offre uno spettacolo di colori che variano dal blu al rosso, passando per l’arancione e il rosa. Ma perché il cielo è blu durante il giorno e diventa rosso al tramonto? La risposta a queste domande risiede in due fenomeni fisici: la diffusione della luce e l’effetto Tyndall.

La diffusione della luce

La luce del sole, che è bianca e contiene tutti i colori, quando entra nell’atmosfera terrestre, interagisce con le molecole di gas presenti, come l’ossigeno e l’azoto. Queste molecole assorbono l’energia delle onde elettromagnetiche della luce solare e iniziano a oscillare. Ogni colore ha una frequenza diversa, e le molecole dell’atmosfera tendono a oscillare di più con le frequenze associate al blu. Quindi, la luce blu viene dispersa in tutte le direzioni più degli altri colori. Quando guardiamo il cielo, vediamo questa luce blu diffusa, e per questo il cielo ci appare blu.

La diffusione della luce è un fenomeno che si verifica quando la luce interagisce con particelle molto più piccole della sua lunghezza d’onda. Questo fenomeno è responsabile del colore blu del cielo durante il giorno. Quando la luce del sole entra nell’atmosfera terrestre, le onde di luce blu vengono disperse in tutte le direzioni dal gas e dalle altre particelle presenti nell’atmosfera. Questo fa sì che, quando guardiamo il cielo, vediamo principalmente la luce blu.

Il cielo rosso al tramonto

Al tramonto, la luce del sole deve attraversare una porzione di atmosfera molto più grande, e gran parte della luce blu si disperde prima di raggiungere i nostri occhi. Questo fa sì che il cielo appaia rosso o arancione. In queste condizioni, non solo la luce blu, ma anche la luce verde viene dispersa. Quindi, la luce che arriva ai nostri occhi è principalmente quella rossa, che ha una lunghezza d’onda più lunga e viene dispersa meno. Questo fa sì che il cielo appaia rosso o arancione.

Il motivo per cui il cielo diventa rosso al tramonto è legato alla distanza che la luce del sole deve percorrere attraverso l’atmosfera. Durante il giorno, il sole è alto nel cielo e la luce del sole deve attraversare uno strato relativamente sottile di atmosfera. Ma al tramonto, il sole è più basso nel cielo e la luce del sole deve attraversare uno strato molto più spesso di atmosfera. Questo fa sì che la luce blu e verde venga dispersa e che la luce rossa, che ha una lunghezza d’onda più lunga, raggiunga i nostri occhi.

L’effetto Tyndall

L’effetto Tyndall è un fenomeno di diffusione della luce dovuto alla presenza di particelle, di dimensioni comparabili a quelle delle lunghezze d’onda della luce incidente, presenti in sistemi colloidali, nelle sospensioni o nelle emulsioni. Quando un raggio di luce passa attraverso un liquido puro o una soluzione vera, il suo percorso non è visibile lateralmente perché le particelle in soluzione sono troppo piccole per disperdere la luce. Nei sistemi colloidali, invece, le particelle sono di dimensioni abbastanza grandi da disperdere la luce. Quando un raggio di luce le colpisce, un osservatore posto lateralmente può osservarne il percorso.

L’effetto Tyndall è un fenomeno fisico che si verifica quando la luce interagisce con particelle di dimensioni comparabili alla sua lunghezza d’onda. Questo fenomeno è facilmente osservabile quando un raggio di luce passa attraverso un mezzo contenente particelle sospese, come una soluzione colloidale o una sospensione. Le particelle sospese disperdono la luce in tutte le direzioni, rendendo visibile il percorso del raggio di luce. Questo fenomeno è responsabile, ad esempio, della visibilità dei fasci di luce in una stanza piena di polvere.

Conclusione

La bellezza del cielo che vediamo ogni giorno è il risultato di questi fenomeni fisici. La prossima volta che guarderete il cielo, ricordatevi di quanto sia affascinante la scienza che si cela dietro i suoi colori.