De ce e cerul albastru?!

Oare nu ti-ai pus intrebarea asta macar o data in copilarie? Dar cerul poate fi si galben, portocaliu, violet. Raspunsul la aceasta intrebare nu este usor de dat si sta in fenomenul denumit difuzie (imprastiere) a luminii.

Culorile pe care le vedem pe cer nu sunt specifice atmosferei, deoarece aerul este incolor. Lumina soarelui este cea care schimba coloritul aerului, pictandu-l in culorile curcubeului sau, mai stiintific spus, in culorile spectrului vizibil.  Ochiul uman vede diferite culori in functie de frecventa (sau lungimea de unda) a luminii. Lumina reprezinta radiatie electromagnetica (unde electomagnetice) si este emisa si absorbita in mici “pachete” denumite fotoni. Fiecarei lungimi de unda ii corespunde tipul ei specific de foton, iar fotonii au culori diferite.

Cand o raza de lumina (o unda cu o anumita frecventa) loveste un obiect, se pot intampla lucruri diferite. Unda poate fi, in termeni largi, absorbita sau reflectata de obiect. In momentul in care un obiect reflecta lumina verde si absoarbe toata lumina cu alte frecvente fata de cea verde, culoarea lui va fi perceputa ca fiind indubitabil verde.

Sa nu uitam ca atmosfera este o mare gazoasa care contine o varietate de particule.  Dintre acestea cele mai comune sunt cele de oxigen si azot. Aceste particule reflecta mult mai bine lumina cu frecventa inalta (lungime de unda scurta), apoi o propaga zigzagat in toate directiile. Fenomenul poarta stiintific numele de impastiere. Imprastiere Rayleigh chiar.

Azotul si oxigenul din atmosfera imprastie cel mai usor lumina violet, urmata de lumina indigo, albastra, verde. Deci, in timp ce lumina alba (ROGVAIV) a Soarelui trece prin atmosfera, cea cu frecvente inalte este imprastiata de particulele atmosferice, in timp ce/iar cea cu frecvente joase (lungime de unda lunga) trece prin atmosfera fara ca directia de propagare catre suprafata terestra sa ii fie modificata. In concluzie, cerul este colorat in violet, indigo si albastru, insa ochiul uman este mult mai sensibil la lumina de culoare albastra. Acesta este motivul pentru care atunci cand privim spre cer acesta pare albastru.

Lumina soarelui cuprinde toate frecventele spectrului vizibil, dar acestea nu sunt la fel de intense. Galbenul este acela care predomina si astfel Soarele ne apare in aceasta culoare in cea mai mare parte a zilei.

Insa, catre sfarsitul zilei, Soarele isi schimba infatisarea treptat, iar cerul il imita. Si ajungem din nou la fenomenul de imprastiere a luminii. Calea pe care o parcurg razele solare pentru a ajunge la suprafata terestra se mareste fata de situatia in care astrul era sus pe cer, iar lumina intalneste din ce in ce mai multe particule gazoase.

Astfel, lumina cu frecventa inalta este imprastiata complet, fara a mai ajunge la ochiul uman si, de asemenea, cantitati din ce in ce mai mari de lumina galbena sunt imprastiate. Cu cat calea se mareste, cu atat imprastierea se muta catre culorile din partea stanga a spectrului vizibil, iar cerul devine galben, portocaliu, rosu.

Dar cerul nu devine rosu doar la asfintit, ci isi schimba “fata” si in functie de compozitia atmosferei. Daca aceasta este incarcata cu diverse particule (cum ar fi sulful), ce sunt eficiente in imprastierea nuantelor de rosu, roz etc, cerul va arata magnific (iar problemele de mediu vor fi serioase).

Sursa foto: Alex Din MD, My Opera, Weather Savvy