Intervista all’Esperto: I colori del cielo

REDAZIONE: Spesso i particolari apparentemente più ovvi della natura che ci circonda, sfuggono alla nostra attenzione. Qual’è il motivo per cui durante il giorno il cielo, quando è sereno, assume quella tinta che va dall’azzurro chiaro al blu scuro, comunque sempre nelle varie tonalità del colore blu?

SAVORANI: La luce solare è composta da onde elettromagnetiche di diverse lunghezza d’onda che variano dai 380 nm, della radiazione che percepiamo come violetta, fino ai 720 nm della radiazione che ci appare rossa, passando per il blu, verde, giallo, arancio.

Una volta raggiunta la Terra, un raggio solare interagisce con i gas presenti nell’atmosfera. Quest’ultima è composta da azoto, ossigeno, argon, vapore acqueo, cristalli di ghiaccio e particelle solide:
polveri, ceneri dai vulcani e sale dal mare. Le particelle di polvere e le goccioline d’acqua sono molto più grandi della lunghezza d’onda della luce visibile: in questo caso la luce viene riflessa in tutte le direzioni allo stesso modo, indipendentemente dalla propria lunghezza d’onda.

Le molecole di gas hanno dimensioni minori e la luce si comporta in maniera diversa a seconda della sua lunghezza d’onda. La luce rossa ha una lunghezza d’onda maggiore e tende ad attraversare le particelle più piccole; questa luce, dunque, interagisce molto debolmente con l’atmosfera e prosegue la sua propagazione rettilinea lungo la direzione iniziale.

Al contrario, la luce blu ha una lunghezza d’onda minore e viene rifratta e riflessa in tutte le direzioni. Questa diffusione differenziale dipendente dalla lunghezza d’onda è chiamata, in inglese, Rayleigh scattering, da Lord John Rayleigh, il fisico inglese che per primo la descrisse nella seconda metà dell’Ottocento.

Più precisamente, la quantità di luce diffusa è inversamente proporzionale alla quarta potenza della lunghezza d’onda. Ne consegue che durante il giorno, la luce blu è più diffusa più di quella rossa e quindi noi vediamo il blu e non gli altri colori.

REDAZIONE: Perché allora al tramonto e all’alba il Sole e il cielo ci appare di colore arancione-rosso?

SAVORANI: Diversamente dalle ore centrali della giornata, all’alba e al tramonto i raggi solari, per giungere sino a noi, devono attraversare un maggiore spessore atmosferico e quindi, le onde eletromagnetiche sono costrette ad incontrare un altissimo numero di particelle. A questo punto emergono per riflessione anche le atre componenti cromatiche della luce bianca come il giallo, l’arancio ed il rosso, conferendo al cielo quelle affascinanti sfumature che vanno dal blu intenso passando per il violetto al rosso sino all’arancio-giallo del Sole.

REDAZIONE: Quindi i colori del cielo sono il risultato della rifrazione e della riflessione dei raggi solari per mano delle particelle e dei gas che compongono l’atmosfera?

SAVORANI: Esattamente! Se non ci fosse l’atmosfera, avremmo la possibilità di vedere tutto il cielo stellato e nero anche di giorno con il disco bianco ed accecante del Sole, proprio come capita sulla Luna.
Autore : Redazione