Ambiente

Perché vediamo il cielo blu? a causa della dispersione di Rayleigh

Capiamo bene come influisca sul colore l'interazione della luce con l'atmosfera

Perché il cielo è blu? Vi sarà successo chissà quante volte, guardare in alto in estate ma anche nelle fredde e terse giornate invernali e chiedervi perché il cielo fosse di un colore così intenso?

Perché vediamo il cielo blu? a causa della dispersione di Rayleigh

Ecco la spiegazione scientifica come sempre affascinante dietro al fenomeno del cielo blu azzurro, cerchiamo di renderla comprensibile a tutti anche a chi non ha competenze di fisica o elettromagnetismo.

Video Introduzione sul perché il cielo è blu

Il colore del cielo è una delle meraviglie della natura che spesso diamo per scontato. Il suo caratteristico colore blu azzurro ha ispirato artisti, poeti e scienziati per secoli. Ma cosa c’è dietro questa tonalità che domina le nostre giornate serene? La risposta risiede nel cuore della fisica e nell’interazione tra luce e atmosfera.

Cosa sono le lunghezze d’onda della luce

Dobbiamo tornare brevemente sul concetto di lunghezza d’onda per capire veramente il fenomeno.

La luce bianca solare è composta da un numero “infinito” di colori che hanno diverse “lunghezze d’onda elettromagnetiche” o frequenze, una forma di energia elettromagnetica che si propaga appunto tramite onde.

Le lunghezze d’onda della luce sono una misura della distanza tra le creste consecutive di un’onda elettromagnetica.

Queste onde possono avere diverse lunghezze, che determinano le varie proprietà della luce e proprio il colore che percepiamo.

Nello spettro visibile, le lunghezze d’onda variano da circa 400 nanometri (nm) a 700 nm.

  • Le lunghezze d’onda più brevi (intorno a 400 nm) corrispondono al blu e al violetto
  • Le più lunghe (intorno a 700 nm) corrispondono al colore rosso.
  • I colori intermedi (verde, giallo, arancione) si trovano invece tra questi estremi.

La spiegazione è la Dispersione Rayleigh

La ragione principale per cui il cielo appare blu è un fenomeno noto come diffusione di Rayleigh (scattering in inglese).

Per semplificare consideriamo la luce del sole come l’insieme di tutti i colori dello spettro visibile.

Il processo di  diffusione avviene quando la luce del sole entra in contatto con l’atmosfera terrestre.

Le particelle di gas presenti nell’aria, soprattutto azoto e ossigeno, sono molto più piccole rispetto alla lunghezza d’onda della luce visibile e questo causa proprio la dispersione della luce in diverse direzioni.

Quando la luce incontra le piccole particelle presenti nell’aria, ogni colore (lunghezza d’onda/frequenza) si disperde in modo diverso.

I colori con lunghezze d’onda più corte, come il blu e il violetto, si disperdono più facilmente rispetto a quelli con lunghezze d’onda più lunghe, come il rosso e l’arancione.

Perché vediamo il cielo blu e non violetto?

Sebbene il violetto abbia una lunghezza d’onda ancora più corta del blu e si disperda di più, i nostri occhi sono meno sensibili al violetto e inoltre l’atmosfera ne assorbe una grande parte.

Il sole comunque emette luce blu più intensamente rispetto al violetto.

Perché il colore del cielo cambia al tramonto

Il fenomeno della dispersione Rayleigh ci aiuta anche a comprendere perché il cielo al tramonto tende a virare verso il colore rosso e l’arancione.

Durante il tramonto, i raggi solari attraversano uno strato atmosferico più spesso e il blu, già disperso in altre direzioni, lascia spazio alle lunghezze d’onda più lunghe che dominano il cielo serale.

Come l’atmosfera influenza il colore

Il colore del cielo può variare notevolmente a seconda delle particolarità dell’atmosfera di un pianeta.

Ad esempio, l’atmosfera del pianeta Marte, essendo sottile e carica di polvere, disperde la luce in modo diverso dalla terra, regalandoci un cielo rosso-arancio durante le ore diurne del pianeta rosso.

Altre curiosità da scoprire

La prossima volta che osserverete il cielo blu, vi ricorderete che è il risultato della dispersione delle lunghezze d’onda più corte della luce solare.

Speriamo che questa spiegazione semplificata vi abbia offerto una nuova prospettiva su uno degli spettacoli quotidiani della natura.

Se avete domande o curiosità su altri fenomeni scientifici o naturali, scrivetecele nei commenti all’articolo e cercheremo di rispondervi il prima possibile.

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La scienza e la natura non smetteranno mai di stupirci, e c’è sempre qualcosa di nuovo da imparare e da esplorare.

Published by
Rossella Vignoli