Una delle domande eterne a lungo ritenute senza risposta è ciò che fa apparire il cielo blu. La scienza moderna e la comprensione delle onde luminose hanno fornito una risposta, sebbene molte risposte false siano ancora popolari. Ciò che fa apparire il cielo blu è il risultato della dispersione elettromagnetica, usando la luce del sole e le particelle dell’atmosfera terrestre.
Per capire cosa fa apparire il cielo blu devi capire come funzionano le onde luminose. Un’onda luminosa è un campo vibrante di energia che viaggia in onde. La distanza da un’onda all’altra si chiama lunghezza d’onda e determina il colore della luce. La luce del sole contiene tutti i diversi colori; tutti si fondono insieme per formare una luce bianca che viaggia in linea retta fino a quando non si imbatte in qualcosa. A seconda dell’oggetto in cui si imbatte, la luce può essere suddivisa in diverse lunghezze di onde luminose. Le onde luminose più corte corrispondono ai colori blu e viola, che hanno anche l’energia più contenuta e la frequenza più alta.
Quando un’onda luminosa colpisce una particella di gas, come quelli che formano l’atmosfera che circonda la terra, la particella può assorbire parte dell’energia dell’onda. Qualunque energia assorba la particella, irradia o riflette. Poiché hanno la più alta frequenza, le onde di luce blu sono assorbite molto più spesso rispetto ai loro compagni più lenti e meno energici.
La dispersione di Rayleigh, un processo che prende il nome dallo scienziato inglese che l’ha scoperto, descrive ciò che rende il cielo blu. A causa di microscopiche trame nelle superfici delle particelle dell’atmosfera, la luce blu assorbita non si irradia o riflette solo in una direzione, ma si spara in tutte le direzioni. Mentre guardi il cielo, vedi la luce diffusa mentre rimbalza intorno all’atmosfera.
Lo scattering di Rayleigh descrive anche perché il cielo sembra schiarirsi di colore verso l’orizzonte. Poiché stai guardando il cielo molto più lontano, le onde luminose stanno attraversando più aria per arrivare a te. Più lontano guardi, meno concentrata diventa la dispersione, causando tonalità blu più chiare vicino al bordo dell’orizzonte.
Se ti stai chiedendo perché, all’alba o al tramonto, il cielo diventa rosso e arancione, anche questo è un processo di dispersione. Quando il sole è vicino all’orizzonte, deve passare attraverso molta più atmosfera. Allo stesso modo, le onde luminose più lunghe che attraversano strati più sottili dell’atmosfera sono le uniche onde a non essere completamente diffuse dalla dispersione. Le onde luminose più lunghe compongono i colori arancione e rosso, quindi questa è la luce che diventa visibile all’alba e al tramonto.
Le false spiegazioni popolari suggeriscono che il cielo è blu perché la luce si riflette sugli oceani blu. In effetti, funziona al contrario. Ciò che fa apparire l’oceano blu è la stessa cosa che fa apparire il cielo blu. L’oceano riflette il colore del cielo, quindi se il cielo è disperso di luce blu, le particelle nell’oceano riceveranno e diffonderanno principalmente luce blu.