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Scienza, perché il cielo è azzurro?

Scienza, perché il cielo è azzurro?
febbraio 17
20:56 2015

Vi siete mai chiesti perché il cielo è azzurro? C’entrano la luce, i Pink Floyd, ed una bellissima manifestazione, “Occhi su Giove”, che si terrà al Dipartimento di Matematica e Fisica dell’Università di Roma Tre il 27 febbraio 2015

E’ domenica mattina, il sole si affaccia alla finestra ed entra in camera coraggioso, come fosse primavera. L’aria è calma e il cielo è di un azzurro intenso. E’ capitato anche a voi di sorridere ad un tempo così bello, dopo tanta pioggia? E in uno di questi momenti, vi siete mai chiesti perché il cielo è azzurro e non marrone, ad esempio, o giallo?

Tutto parte dal fatto che la luce che vediamo è un’onda elettromagnetica, come i raggi X che usiamo nel fare una radiografia e le onde radio sfruttate nelle telecomunicazioni. Ciò che distingue queste onde è la lunghezza d’onda, ovvero la distanza tra due massimi (o creste). Più la lunghezza d’onda è grande, più l’onda risulta allungata, un po’ come una molla tesa. La luce visibile ha una lunghezza d’onda compresa tra i 400 e i 700 nanometri (un numero davvero piccolissimo: un nanometro è la millesima parte della millesima parte di un millimetro!), mentre per i raggi X essa è compresa tra i 0.01 e i 10 nanometri, quindi queste ultime sono onde molto più compresse delle prime.

Ragionando in termini di lunghezza d’onda è possibile spiegare l’esistenza dei colori che noi percepiamo. Il viola, ad esempio, ha una lunghezza d’onda di 400 nanometri, e per questo conquista il titolo di onda visibile più compressa. Aumentando la lunghezza d’onda, cioè allungando la nostra “molla”, troviamo il blu scuro, l’azzurro, il celeste, poi il verde, il giallo, l’arancio e il rosso. E’ quest’ultimo che ha la lunghezza d’onda più grande, tanto che, se la aumentassimo ancora, otterremmo la banda infrarossa, che l’occhio umano non riesce a percepire (se lo facesse, vedremmo, tra le altre cose, le onde emesse dai nostri telecomandi).

La luce che proviene dal Sole è luce bianca, perché è data dalla somma di tutti i colori: è un po’ come se tutti i colori viaggiassero insieme, cosicché noi non riusciamo a percepire nessun colore ma, appunto, il bianco.

Alcuni fenomeni, però, dividono la luce bianca nelle sue componenti, permettendoci così di distinguere i vari colori. L’esempio più noto è certamente l’arcobaleno, che si forma quando, dopo un temporale, alcune goccioline di vapore acqueo rimangono in sospensione nel cielo. Queste goccioline, se colpite dalla luce diretta del Sole, agiscono come piccoli prismi, cioè deviano ciascun colore di un diverso angolo. La luce viene scomposta, come si vede nella famosa cover di The dark side of the moon dei Pink Floyd, e si forma il bellissimo arco che conosciamo.

Il colore azzurro del cielo lo dobbiamo invece alla calda coperta che avvolge la nostra Terra: l’atmosfera. Essa è composta per la maggior parte di azoto, poi di ossigeno e infine di argon, anidride carbonica e acqua, ma non solo: sospese nell’aria si trovano anche particelle solide, come polveri, pezzetti di ghiaccio, sale marino o cenere proveniente dai vulcani.

La luce del Sole, incontrando lungo il suo cammino le molecole dell’atmosfera o il pulviscolo, viene deviata (gli scienziati dicono diffusa), e tanto più quanto più è compressa l’onda. Ma allora, la luce blu viene diffusa di più rispetto alla luce rosso-gialla, con il risultato che vediamo la prima provenire da tutte le direzioni, mentre la seconda, che prosegue più o meno in linea retta, viene direttamente dal Sole. All’alba e al tramonto, invece, il Sole è più basso sull’orizzonte e i raggi percorrono un tratto maggiore nell’atmosfera terrestre, cioè incontrano più ostacoli, e hanno una maggiore probabilità di essere deviati anche se sono rossi.

Secondo quanto detto prima, però, al viola è associata una lunghezza d’onda ancora più grande di quella del blu, quindi il cielo dovrebbe essere viola (per la gioia di tutte le bambine). I motivi per cui ciò non accade sono principalmente due. Prima di tutto, l’occhio umano è più sensibile alla luce blu che a quella viola; inoltre, la luce che proviene dal Sole è composta da un maggior numero di raggi blu. In pratica, ad esser rigorosi, l’azzurro del cielo è dovuto alla sovrapposizione di blu, in minor parte viola e, in parte ancora minore, verde. Insomma, anche se non lo vediamo, in cielo si inseguono e si intrecciano raggi di luce di ogni colore!

E se volete saperne di più sul mondo della luce, il 27 febbraio si terrà la manifestazione “Occhi su Giove” al Dipartimento di Matematica e Fisica dell’Università di Roma Tre. Dalle 18 a mezzanotte sarà possibile seguire gratuitamente esperimenti, spettacoli e osservazioni al telescopio, tutti incentrati sulla luce, per grandi e piccini.

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SE NON CREDETE CHE IL BIANCO E’ LA SOMMA DI TUTTI I COLORI