Por que o céu é azul?

Se você foi uma criança curiosa, daquelas que faz 400 perguntas por dia, chegou o seu dia de saber, ao menos, um dos muitos “porquês” que rodearam sua infância:  por que o céu é azul?

Antes de explicar o efeito, vamos falar um pouco sobre luz.

A luz branca é uma radiação eletromagnética composta por todos os comprimentos de onda dentro do espectro visível, ou seja, a luz branca é a mistura de todas as cores visíveis a olho nu.

Espalhamento Rayleigh

Quando a luz sofre um efeito chamado de refração, podemos ver todas as cores que a compõe. Um exemplo de refração é a formação do arco-íris, que ocorre quando os raios de sol chegam nas gotículas de água suspensas no ar. Essas gotas minúsculas funcionam como prismas que “separam” as cores, e é possível, então, ver como a luz branca é composta.

O Efeito responsável pela cor azul do céu se chama espalhamento Rayleigh, ou dispersão de Rayleigh.

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Neste efeito, a luz do sol chega em nossa atmosfera, que é composta por gases e uma diversidade de partículas, que interagem com essa radiação. Mas diferentemente do fenômeno da refração, em que a direção da luz é previsível, no espalhamento, a interação entre a luz e todos os elementos da atmosfera causam uma dispersão desordenada de alguns comprimentos de onda que são mais suscetíveis a essa reação.

As cores azul e violeta, são mais espalhadas que as demais cores durante o dia, o que nos dá um belíssimo céu azul!

Exemplo do espalhamento dos comprimentos de onda azul e violeta na Dispersão de RayleighFonte:  Shutterstock 

Esse fenômeno óptico foi batizado em homenagem ao físico e matemático inglês John William Strutt (1842 - 1919), também conhecido como 3º Barão de Rayleigh. Strutt foi ganhador do Prêmio Nobel de Física em 1904, junto com seu colega Sir William Ramsay, pela descoberta do gás argônio e o pelo estudo da densidade dos gases.

E um bônus: A cor vermelha, quase alaranjada ao nascer, ou no pôr-do-sol, é causada pelo mesmo efeito, mas tem as cores modificadas, por causa do ângulo de incidência da luz do sol. Ao incidir em regiões mais baixas da atmosfera, permite o maior espalhamento das ondas correspondentes às cores vermelho e laranja, que interagem com partículas mais pesadas como as de poluição, por exemplo.