Por que o céu é azul - é muito difícil encontrar a resposta para uma pergunta tão simples. A melhor solução para o problema foi proposta há cerca de 100 anos pelo físico inglês Lord John Rayleigh.

Mas vamos começar de novo. Portanto, a cor do céu deve ser a mesma, mas ainda é azul. O que acontece com a luz branca na atmosfera da Terra?

Raios solares

A cor real dos raios do sol é branca. A luz branca é uma mistura de raios coloridos. Usando um prisma, podemos fazer um arco-íris. O prisma divide um raio branco em listras coloridas: vermelho, laranja, amarelo, verde, azul, azul e violeta. Juntando-se, esses raios novamente formam luz branca. Pode-se supor que a luz do sol se divida primeiro em componentes coloridos. Então algo acontece, e apenas os raios azuis atingem a superfície da Terra.

Hipóteses apresentadas em momentos diferentes

Existem múltiplas explicações possíveis. O ar ao redor da Terra é uma mistura de gases: nitrogênio, oxigênio, argônio e outros. Na atmosfera ainda existem vapor de água e cristais de gelo. Poeira e outras pequenas partículas são suspensas no ar. Na atmosfera superior, há uma camada de ozônio. Poderia ser este o motivo?

Alguns cientistas acreditavam que as moléculas de ozônio e água absorvem os raios vermelhos e transmitem os azuis. Mas acabou que simplesmente não havia ozônio e água suficientes na atmosfera para tornar o céu azul.

Em 1869, o inglês John Tyndall sugeriu que poeira e outras partículas dispersam a luz.A luz azul é dispersa na menor extensão e passa através das camadas dessas partículas, atingindo a superfície da Terra. Em seu laboratório, ele criou um modelo de poluição atmosférica e o iluminou com um raio branco brilhante. A fumaça ficou azul escuro.

Tyndall decidiu que, se o ar estivesse absolutamente limpo, nada dispersaria a luz e poderíamos admirar o céu branco brilhante. Lord Rayleigh também apoiou essa idéia, mas não por muito tempo. Em 1899, ele publicou sua explicação: é o ar, não a poeira ou a fumaça, que colore o céu azul.

A relação de cor e comprimento de onda

Parte dos raios do sol passa entre as moléculas de gás, sem colidir com elas e sem mudanças, atinge a superfície da Terra. A outra, a maioria, é absorvida pelas moléculas de gás. Quando os fótons são absorvidos, as moléculas são excitadas, ou seja, carregadas de energia e depois as emitem na forma de fótons novamente. Esses fótons secundários têm comprimentos de onda diferentes e podem ser de qualquer cor - do vermelho ao roxo.

Eles se espalham em todas as direções: para a Terra, e para o Sol, e para os lados. Lord Rayleigh sugeriu que a cor do raio emitido depende da predominância de quanta de uma cor ou de outra no raio. Numa colisão de uma molécula de gás com fótons da luz solar, um quantum secundário de vermelho tem oito quanta de azul.

Qual é o resultado? A intensa luz azul literalmente derrama sobre nós de todos os lados, bilhões de moléculas de gases atmosféricos. Fótons de outras cores são misturados com essa luz, para que não tenha um tom azul puro.

Por que o céu é azul - a resposta

Antes de chegar à superfície da Terra, onde as pessoas podem contemplá-la, a luz do sol deve passar por toda a camada de ar do planeta. A luz tem um amplo espectro, no qual cores básicas, tons do arco-íris ainda se destacam. Nesse espectro, o vermelho tem a onda de luz mais longa, enquanto o violeta, a mais curta. Ao pôr do sol, o disco solar cora rapidamente e se aproxima cada vez mais do horizonte.

Nesse caso, a luz precisa superar uma espessura cada vez maior do ar e parte das ondas são perdidas. Primeiro violeta desaparece, depois azul, ciano. As ondas vermelhas mais longas continuam a penetrar na superfície da Terra até o fim e, portanto, o disco solar e a auréola em torno dele até os últimos momentos têm tons avermelhados.

O que muda à noite?

Mais perto do pôr do sol, o Sol corre para o horizonte, quanto mais baixo cai, mais rápido se aproxima a noite. Nesses momentos, a camada atmosférica que separa a luz solar original da superfície da Terra começa a aumentar acentuadamente devido ao ângulo de inclinação. Em algum momento, a camada densificada deixa de transmitir outras ondas de luz além do vermelho e, nesse momento, o céu fica dessa cor. O azul não está mais presente, é absorvido à medida que passa pela atmosfera.

Fato interessante: ao pôr do sol, o sol e o céu passam por toda uma gama de tons - quando um ou outro deles deixa de passar pela atmosfera. O mesmo pode ser observado na hora do nascer do sol, as causas de ambos os fenômenos são as mesmas.

O que acontece quando o sol nasce?

Ao nascer do sol, os raios do sol passam pelo mesmo processo, mas em ordem inversa. Ou seja, primeiro os primeiros raios rompem a atmosfera em um ângulo forte, apenas o espectro vermelho atinge a superfície. Portanto, o nascer do sol é inicialmente sensível a vermelho. Então, à medida que o nascer e o ângulo mudam, ondas de outras cores começam a passar - o céu fica laranja e depois fica habitualmente azul. Um meio dia azul profundo do céu é observado e, depois, à noite, ele começa a voltar ao arroxeado. De um lado do céu, longe do sol, observa-se um tom azul-preto, mas quanto mais próximo do sol poente, mais tons de vermelho podem ser vistos no horizonte até o sol desaparecer completamente.

Tais fenômenos de cores são observados em toda parte. O sol fica vermelho, assim como as áreas do céu próximas a ele, tanto no equador quanto nos pólos. Este fenômeno pode ser visto em todo o planeta. Às vezes, o pôr-do-sol ou o nascer do sol têm tons vermelhos mais saturados, devido ao estado da atmosfera, à presença de aerossóis ou suspensões nele. Em outros casos, a cor não é tão pronunciada, mais moderada. Existem sinais populares que permitem determinar o clima no dia seguinte pelas sombras do pôr do sol - as pessoas aprenderam a analisar cores e prever o estado da atmosfera a partir delas com maior ou menor precisão.

Assim, a cor vermelha do pôr-do-sol se deve ao fato de que, em um grande ângulo através da atmosfera, apenas as cores vermelhas do espectro solar se rompem, possuindo o maior comprimento de onda. A cor vermelha do nascer do sol está associada ao mesmo fator.O resto do dia, o céu está azul, pois essa sombra é capaz de abafar o outro espectro, tendo a maior capacidade de se espalhar.