L'origine dello scattering di Rayleigh - Perché il cielo appare blu

1. Cos'è lo scattering di Rayleigh?

Lo scattering di Rayleigh è un fenomeno fisico che descrive come la luce interagisce con particelle molto piccole.

Fu spiegato per la prima volta nel XIX secolo dal fisico britannico John William Strutt (Lord Rayleigh). Il suo lavoro dimostrò che quando la luce passa

attraverso un mezzo contenente particelle molto più piccole della lunghezza d'onda della luce - come le molecole di gas nell'atmosfera - la luce viene

diffusa piuttosto che viaggiare in linea retta.

Questo tipo di scattering è particolarmente importante per capire come si comporta la luce solare nell'atmosfera terrestre.

2. Come la luce solare interagisce con l'atmosfera

La luce solare che raggiunge la Terra appare bianca, ma in realtà è una miscela di molti colori diversi, ognuno con una lunghezza d'onda diversa.

Quando la luce solare entra nell'atmosfera, incontra innumerevoli minuscole molecole di gas, principalmente azoto e ossigeno. Queste molecole sono molto più piccole delle lunghezze d'onda della luce visibile, il che rende lo scattering di Rayleigh l'effetto dominante.

Una caratteristica chiave dello scattering di Rayleigh è che le lunghezze d'onda più corte si diffondono molto più intensamente delle lunghezze d'onda più lunghe.

In parole semplici:

• La luce blu ha una lunghezza d'onda corta

• La luce rossa ha una lunghezza d'onda più lunga

• Le lunghezze d'onda corte vengono diffuse in modo molto più efficiente

3. Perché il cielo appare blu

Poiché la luce blu viene diffusa fortemente in tutte le direzioni, si diffonde in tutto il cielo.

Non importa dove guardi durante il giorno, la luce blu diffusa raggiunge i tuoi occhi da ogni direzione.

Le lunghezze d'onda più lunghe, come la luce rossa e arancione, attraversano l'atmosfera in modo più diretto e sono meno diffuse.

Di conseguenza:

• Il cielo appare blu durante il giorno

• Il sole stesso appare leggermente giallastro piuttosto che bianco puro

4. Perché il cielo non è viola

Sebbene la luce viola abbia una lunghezza d'onda ancora più corta della luce blu, il cielo non appare viola per diversi motivi:

Insieme, questi fattori rendono il blu il colore dominante che percepiamo.

• La luce solare contiene meno luce viola che luce blu
• La visione umana è meno sensibile alle lunghezze d'onda del viola
• Un po' di luce viola viene assorbita nell'alta atmosfera

5. Perché i tramonti e le albe appaiono rossi

Quando il sole è basso sull'orizzonte, la luce solare percorre un percorso molto più lungo nell'atmosfera.

Durante questo lungo viaggio:

• La maggior parte della luce blu e verde viene diffusa via
• Le lunghezze d'onda rosse e arancioni rimangono e raggiungono l'osservatore

Questo è il motivo per cui i tramonti e le albe spesso mostrano caldi toni rossi, arancioni e dorati.