SatyrnetIl cielo che osserviamo durante una giornata limpida ci appare di un magnifico colore blu. Questo fenomeno, che ha affascinato l’umanità per secoli, trova la sua spiegazione nella fisica dell’atmosfera e nella natura della luce solare.
La Natura della Luce Solare
La luce che riceviamo dal Sole è un insieme di onde elettromagnetiche di diverse lunghezze d’onda, che vanno dai 380 nm (nanometri) della luce violetta ai 720 nm della luce rossa. Questo spettro di colori si combina per formare la luce bianca che illumina il nostro pianeta.
Quando la luce solare raggiunge l’atmosfera terrestre, composta principalmente da azoto (78%) e ossigeno (21%), oltre a tracce di altri gas e particelle, inizia un processo di interazione che determina il colore del cielo.
Le particelle più grandi, come polvere e goccioline d’acqua, riflettono la luce di tutte le lunghezze d’onda allo stesso modo, un fenomeno noto come diffusione di Mie. Tuttavia, le molecole di gas più piccole influenzano la luce in modo diverso a seconda della lunghezza d’onda.
Il Fenomeno dello Scattering di Rayleigh
La luce blu, con una lunghezza d’onda più corta, viene diffusa in tutte le direzioni molto più efficacemente rispetto alla luce rossa, che ha una lunghezza d’onda più lunga e tende a proseguire il suo cammino in linea retta. Questo processo è noto come scattering di Rayleigh, dal nome del fisico inglese Lord John Rayleigh che lo descrisse per primo.
La formula matematica che esprime questo fenomeno è la seguente:
dove ( I ) rappresenta l’intensità della luce diffusa e ( \lambda ) è la lunghezza d’onda della luce incidente. Questa relazione inversamente proporzionale alla quarta potenza della lunghezza d’onda spiega perché il cielo è prevalentemente blu: la luce blu viene diffusa molto più di quella rossa.
La bellezza del cielo blu è quindi il risultato di un intricato gioco di interazioni fisiche tra la luce solare e l’atmosfera terrestre. La prossima volta che alzerete lo sguardo verso il cielo, potrete apprezzare non solo la sua bellezza ma anche la complessa scienza che si cela dietro questo quotidiano spettacolo naturale.
Redazione
maio
Aggiungi commento