Perchè il cielo è blu?

La luce visibile di color bianco proveniente dal Sole è composta dalla sovrapposizione di onde elettromagnetiche di diverse lunghezza d’onda che variano dai 380 nm [1 nanometro (nm) = 1 milionesimo di millimetro] 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 l’atmosfera. Quest’ultima è composta per il 78% da azoto e per il 21 % da ossigeno. Sono anche presenti altri gas come argon, acqua (in forma di vapore, goccioline e 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 la luce blu è più diffusa più di quella rossa e quindi noi vediamo il blu e non gli altri colori.

tratta da www.sitopreferito.it