Perché il cielo è azzurro?

La Presse/Xinhua

Sveliamo il mondo dei colori con le leggi della Fisica

Tutti gli oggetti che ci circondano riusciamo a vederli con i nostri occhi grazie alla luce. Ma nessuno si è mai chiesto il colore da cosa dipende? Pensiamo ad un arancia, essa ci appare arancione perché riflette la radiazione solare in quella lunghezza d’onda e lo stesso vale con tutti gli altri oggetti che non emettono luce propria.

F18-02 Planck black bodyIl Sole ha uno spettro elettromagnetico che supera di gran lunga il range del visibile, il quale va da circa 0.4 a 0.7 micron (dal viola al rosso). Il suo picco massimo di energia viene emesso a 0.5 micron, un valore compreso in questo intervallo, prossimo al giallo! Ecco anche perché il Sole appare di questo colore. A emettere questa radiazione sono agli atomi di idrogeno, presenti nella cromosfera. La radiazione è strettamente legata alla temperatura della stella, che mediamente si aggira intorno ai 6000°K. Secondo la legge di Wien infatti la lunghezza d’onda emessa al massimo picco di emissione è pari al rapporto tra una costante (~2897 ?m*°K) e la temperatura media del “corpo nero”, da qui 0.5 ?m.

Ma ora cerchiamo di rispondere alla domanda iniziale. Perché il cielo è blu?

cielobluL’atmosfera, costituita prevalentemente da Azoto ed Ossigeno, assorbe e diffonde la radiazione proveniente dal Sole in funzione delle dimensioni della lunghezza d’onda rispetto al particolato atmosferico.  Avendo le molecole dei gas dimensioni confrontabili con le lunghezze dello spettro solare in parte diffondono la luce isotropicamente se la radiazione ha lunghezza d’onda inferiore o simile alle dimensioni del target colpito (nuvole, molecole di gas ecc.), in parte la trasmettono agli strati atmosferici sottostanti se la lunghezza d’onda ha dimensioni superiori al target. La radiazione con lunghezza d’onda corrispondente al blu essendo più piccola delle molecole viene riflessa, mentre la radiazione lunga viene trasmessa.