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Em algum momento de nossa infância, podemos ter nos perguntado por que vemos o céu azul e por que não preto como o espaço sideral ou transparente como o ar. Embora possa parecer uma pergunta simples, a resposta não é. Para chegar a uma explicação, devemos revisar algumas noções de física e por que percebemos certas cores da maneira como as percebemos.
Neste artigo do Ecologista Verde, tentaremos dar uma explicação simples para a dúvida sobre Por que o céu é azul?
Luz e comprimento de onda
Nós definimos a luz como uma onda eletromagnética viajando a uma velocidade constante e que pode vibrar com uma certa frequência. O comprimento de onda é a distância que uma onda é capaz de percorrer para completar um ciclo e depende de sua frequência.
Como o espectro de luz é contínuo, existe luz em qualquer comprimento de onda. Ou seja, a luz não existe apenas no espectro visível ao olho humano, mas também existem ondas que não percebemos como ondas de rádio (comprimentos de onda mais longos), microondas (comprimentos mais curtos) ou radiação ultravioleta e gama (comprimentos mais curtos).
O que acontece quando a luz interage com a matéria
Os objetos que vemos não emitem luz por si próprios, mas é necessário que interagir com a luz para vê-los em certas cores. Dependendo das características dos átomos que os formam, a luz interage com eles ou não, pois existe um número infinito de frequências.
A parte da luz que não pode interagir com os átomos é absorvida ou refletida. Daqueles que são absorvidos, uma parte interage. Esse fenômeno de absorção, altera ou excita os átomos, que ao retornarem ao seu estado natural (quando perdem a excitação) emitem uma luz que possui as mesmas características da luz que absorveram. Bem, este é o luz que nossos olhos percebem ao ver um objeto. Ou seja, os objetos emitem luz, mas apenas quando a recebem de fora e em certas frequências. Por exemplo, uma fruta como o morango é absorvida em qualquer frequência, mas reemite apenas a luz vermelha. Percebemos uma remissão de luz e não um reflexo.
Por que vemos o céu azul
A fonte de luz emitida neste caso é o sol. O sol emite alguns tipos de luz, cuja combinação percebemos como um luz branca. Essa luz emitida atravessa o espaço e, aproximadamente oito minutos depois, atinge as camadas da atmosfera.
Na atmosfera existem várias moléculas (que, como os átomos, também absorvem e reemitem luz). De todas essas moléculas, a principal é a molécula de nitrogênio. Essa molécula tem a característica de receber um determinado comprimento de onda e reemitê-lo em outra direção (fenômeno conhecido como espalhamento de Rayleigh), mas de forma diferente dependendo de seus comprimentos de onda. A) Sim, luz azul (comprimento de onda pequeno) é mais espalhado do que vermelho (comprimento de onda grande).
O processo começa com a entrada de raios de luz na atmosfera. Esses raios são compostos de luz em vários comprimentos de onda. As longitudes que correspondem ao vermelho, amarelo e verde entram na atmosfera, mas não se dispersam, mas impactam contra a superfície ou retornam ao espaço. Enquanto que comprimentos azuis se espalham e são refletidos pelas partículas da atmosfera, o que aumenta sua dispersão. Assim, eles tingem completamente o céu de azul. Em resumo, a luz azul permanece no céuenquanto os outros passam pela atmosfera.
Como pode ser visto às vezes, durante o pôr do sol é mais fácil perceber certos tons de vermelho no céu. O motivo deve ser buscado na diferente posição do sol em relação ao dia, o que determina que os raios incidam de forma mais paralela contra a atmosfera, de modo que percorram uma distância maior e fiquem mais dispersos do que em outras épocas, que é por isso que vemos isso.
Assim, quando há muitas nuvens ou o céu está poluído não podemos perceber bem a cor azul, mas quando está claro podemos.
Isso acontece em outros planetas?
Este fenômeno está presente apenas nos planetas onde existe uma atmosfera (depende até da sua composição). Por exemplo, ele planeta Marte tem uma atmosfera tão fina que a luz azul não pode ser espalhada no interior do planeta, então um atmosfera de cor vermelha. Porém, durante o nascer do sol neste planeta, uma atmosfera mais azul pode ser vista, uma vez que a espessura da atmosfera é maior durante o pôr do sol e, portanto, permite uma maior dispersão da luz azul.
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