POR QUE O CÉU PARECE AZUL?
A atmosfera da Terra é composta de gases transparentes que não têm cor própria. Além disso, a luz solar é luz branca, pois contém todas as cores do arco-íris.
Apesar disso, o céu parece azul. A seguir veremos como esse fenômeno é explicado através do chamado efeito Tyndall e espalhamento Rayleigh.
SOL E CORES
As cores que vemos são a interpretação do nosso cérebro dos diferentes comprimentos de onda que compõem a luz visível e que atingem a retina dos nossos olhos.
Especificamente, interpretamos comprimentos de onda entre 450 e 495 nm como azul. Entre 450 e 475 nm está o próprio azul, e entre 475 e 490 nm o ciano ou azul claro.
A luz solar, definida como a radiação eletromagnética que chega até nós diretamente do Sol, tem um espectro muito mais amplo e abrange comprimentos de onda que vão do ultravioleta ao infravermelho, passando por toda a faixa de luz visível (luz branca), que contém todas as cores do arco-íris .
Então, por que o céu parece azul?
O CÉU AZUL: EFEITO TYNDALL E ESPALHAMENTO DE RAYLEIGH
Embora certas explicações errôneas ainda sejam muito populares, como a de que o céu parece azul devido ao reflexo dos oceanos, sabe-se que a cor azul do céu se deve ao espalhamento da luz solar que ocorre quando a radiação solar colide com a atmosfera partículas.
Em 1859, John Tyndall descreveu como a luz era espalhada por partículas suspensas em um meio transparente, conhecido como efeito Tyndall. Por exemplo, quando os raios de luz entram por uma janela e vemos a poeira que está em suspensão, cada partícula de poeira está espalhando a luz enviando raios em nossa direção que tornam possível ver as partículas.
Anos depois, na década de 1870, John William Strutt Lord Rayleigh estudou o efeito Tyndall com mais detalhes e descobriu que mesmo partículas de tamanho atômico e molecular causam dispersão de radiação eletromagnética, incluindo luz visível.
Especificamente, Rayleigh observou como essas partículas muito pequenas podem espalhar radiação com comprimentos de onda muito maiores do que o tamanho da própria partícula. Esse fenômeno, conhecido como espalhamento de Rayleigh, pode ser observado em líquidos e sólidos transparentes, mas é muito mais perceptível em gases.
A luz solar sofre o espalhamento descrito por Rayleigh quando encontra os gases da atmosfera terrestre, principalmente nitrogênio e oxigênio. Mas nem todos os comprimentos de onda são espalhados igualmente, comprimentos de onda mais curtos são espalhados mais intensamente.
Violeta e azul são os comprimentos de onda mais curtos no espectro de luz visível e sofrem mais com o espalhamento Rayleigh. Como a intensidade do violeta na luz solar é menor que a do azul, e também parte do violeta é absorvida nas camadas superiores da atmosfera, o espalhamento é principalmente de luz azul.
Ou seja, a luz que chega aos nossos olhos é luz azul espalhada pela atmosfera e é por isso que vemos o céu nessa cor, consequência da combinação do efeito Tyndall e espalhamento Rayleigh.
Quanto mais diretamente olhamos para o Sol, mais luz direta e menos espalhada nos atinge, então podemos ver o céu ficando mais branco e claro à medida que olhamos mais diretamente para o Sol.
Se olharmos para o lado oposto do Sol, o azul é mais pálido, pois a luz vem perdendo o azul por sucessivas dispersões. No espaço sideral, onde não há partículas para espalhar a luz, você vê a luz branca do Sol e o "céu" (espaço) parece preto.
À medida que o Sol desce no horizonte, a luz que nos atinge percorre cada vez mais a atmosfera até chegar aos nossos olhos. Nessa jornada maior, os comprimentos de onda mais longos são dispersos, primeiro o azul, depois o amarelo e assim por diante, até que apenas os comprimentos de onda mais longos nos alcancem, os do vermelho. É por isso que vemos o céu laranja e vermelho ao pôr do sol.
A combinação deste vermelho com o azul espalhado nas altas camadas da atmosfera gera a gama de violetas que às vezes podemos ver após o pôr do sol, antes de escurecer completamente.
Outras partículas na atmosfera, como poeira, poluição ou vapor de água, podem espalhar a luz de maneira diferente. Por exemplo, as nuvens, que são compostas por cristais de neve ou gotículas de água microscópicas suspensas na atmosfera, dispersam completamente a luz visível, razão pela qual aparecem brancas.
Referências: curiousando.com
Via Lokos por la física