Per capire perché il cielo è blu, dobbiamo prima capire un po’ di luce. Anche se la luce del Sole sembra bianca, in realtà è composta da uno spettro di molti colori diversi, come possiamo vedere quando sono distribuiti in un arcobaleno.
Possiamo pensare alla luce come a un’onda di energia, e i diversi colori hanno tutti una diversa lunghezza d’onda. A un’estremità dello spettro c’è la luce rossa, che ha la lunghezza d’onda più lunga, mentre all’altra ci sono le luci blu e viola, che hanno una lunghezza d’onda molto più corta.
Perché il cielo è blu?
Quando la luce del Sole raggiunge l’atmosfera terrestre, viene diffusa, o deviata, dalle piccole molecole di gas (soprattutto azoto e ossigeno) nell’aria. Poiché queste molecole sono molto più piccole della lunghezza d’onda della luce visibile, la quantità di dispersione dipende dalla lunghezza d’onda. Questo effetto è chiamato dispersione di Rayleigh, dal nome di Lord Rayleigh che lo scoprì per primo.
Le lunghezze d’onda più corte (viola e blu) vengono disperse più fortemente, quindi la luce blu viene diffusa verso i nostri occhi più degli altri colori. Ci si potrebbe chiedere perché il cielo non sembri effettivamente viola, dato che la luce violetta è diffusa ancora più fortemente del blu. Questo perché non c’è tanto violetto nella luce del sole, e i nostri occhi sono molto più sensibili al blu.
La luce blu che dà al cielo il suo colore, è sufficientemente luminosa da far scomparire tutte le stelle che vediamo di notte, perché la luce che emettono è molto più fioca.
Perché il blu sbiadisce verso l’orizzonte?
Potresti anche notare che il cielo tende ad essere più vibrante sopra la testa e sbiadisce man mano che raggiunge l’orizzonte. Questo perché la luce dall’orizzonte ha avuto più tempo per viaggiare attraverso l’aria e quindi è stata dispersa e ridistribuita. Anche la superficie terrestre gioca un ruolo nella dispersione e nella riflessione di questa luce. Come risultato di questa maggiore quantità di dispersione, la dominanza della luce blu è diminuita e quindi vediamo una maggiore quantità di luce bianca.