Perché il cielo è blu (e il tramonto è arancione)

La luce del Sole contiene tutti i colori

La luce del Sole sembra bianca, ma è la miscela di tutti i colori dell'arcobaleno. Ogni colore viaggia come un'onda di lunghezza diversa: il rosso ha le onde più lunghe, il blu e il viola quelle più corte.

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L'aria diffonde di più il blu

Attraversando l'atmosfera, la luce incontra molecole di gas, soprattutto azoto e ossigeno. Queste molecole la disperdono in tutte le direzioni, e la diffusione è molto più forte per le onde corte. Per questo il blu si sparge su tutto il cielo e arriva ai nostri occhi da ogni parte. È così che la NASA spiega il fenomeno sul suo sito educativo.

Gli scienziati lo chiamano diffusione di Rayleigh, dal nome del fisico britannico Lord Rayleigh, che descrisse l'effetto nell'Ottocento.

Fonte: NASA Space Place, Why is the sky blue?.

Se il viola ha onde ancora più corte, perché il cielo non è viola?

Il viola si diffonde persino più del blu, ma tre fattori giocano contro di lui: il Sole emette meno viola, una parte viene assorbita negli strati alti dell'atmosfera e i nostri occhi sono molto più sensibili al blu. Il risultato che il cervello percepisce è un cielo azzurro chiaro.

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Perché il tramonto è arancione

A fine giornata la luce del Sole attraversa uno strato d'aria molto più lungo prima di raggiungerci. Lungo il percorso quasi tutto il blu è già stato diffuso ai lati. Restano le tonalità a onde lunghe, giallo, arancione e rosso, che colorano l'orizzonte. Polvere, fumo e inquinamento possono rendere la sera ancora più rossastra.

Perché le nuvole sono bianche

Se l'aria diffonde di più il blu, perché una nuvola in mezzo al cielo azzurro appare bianca? Perché cambia tutto la dimensione di ciò che diffonde la luce. Le molecole di gas sono molto più piccole della lunghezza d'onda della luce e diffondono soprattutto le onde corte, il blu. Le goccioline d'acqua di una nuvola, invece, sono abbastanza grandi da diffondere tutti i colori quasi allo stesso modo, e la somma di tutti i colori è il bianco.

Quando la nuvola si carica d'acqua, passa meno luce e appare grigia.

Fonte: NASA Space Place, Why is the sky blue?.

E perché il mare sembra blu

Una parte del colore del mare è il riflesso del cielo, ma non solo. Secondo il servizio oceanografico degli Stati Uniti, l'acqua stessa assorbe di più i colori a onda lunga, come il rosso, e lascia passare il blu, che penetra più in profondità e viene diffuso all'indietro.

Per questo un bicchiere d'acqua sembra incolore e l'oceano aperto blu: la differenza sta nella quantità d'acqua che la luce attraversa. Particelle, alghe e sedimenti trasformano quel blu in verde o marrone vicino alla costa.

Fonte: NOAA Ocean Service, perché l'oceano è blu.

E sugli altri pianeti?

Su Marte la polvere sottile cambia le cose: di giorno il cielo tende al giallastro o all'arancione, e il tramonto prende toni azzurrini vicino al Sole. Ciò che vediamo nel cielo dipende da ciò che c'è nell'aria.

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