Perché il cielo è azzurro?

Perché il cielo è azzurro? È una delle prime domande che ci facciamo da piccoli, e difficilmente troviamo risposte adeguate. Adesso è giunto il momento di scoprirlo.

La luce visibile che ci arriva dal Sole è bianca, si dice che contiene “tutti i colori”: ossia è formata da uno spettro di lunghezze d’onda che variano dai 380 nanometri (nm) del violetto fino ai 720 nm del rosso, passando per blu, verde, giallo, arancio.

Arrivata sulla Terra, la luce interagisce con l’atmosfera. Gli effetti dell’interazione tra luce e materia (come i gas dell’atmosfera) dipendono dalla lunghezza d’onda della radiazione e dalle dimensioni degli oggetti su cui questa incide. Il pulviscolo e le goccioline d’acqua sono molto più grandi della lunghezza d’onda della luce visibile, mentre le molecole di gas hanno dimensioni molto inferiori, comparabili con la lunghezza d’onda della luce.

La luce rossa ha una lunghezza d’onda maggiore e tende ad “attraversare” le particelle più piccole senza “vederle”, cioè interagisce debolmente con l’atmosfera. Al contrario, la luce violetta ha una lunghezza d’onda inferiore e si “accorge” della presenza delle molecole, da cui viene infatti diffusa in tutte le direzioni. Questa diffusione differenziale dipendente dalla lunghezza d’onda è chiamata, in inglese, Rayleigh scattering.

Quindi la luce sul rosso tende ad attraversare indisturbata l’atmosfera, mentre violetto/blu sono diffusi maggiormente in tutte le direzioni, tra cui i nostri occhi. Dunque perché non vediamo viola? Semplicemente perché i nostri occhi sono molto più sensibili al blu che non al violetto, a differenza per esempio degli uccelli e probabilmente dei dinosauri: ne parliamo qui.