O que torna o céu azul?

Muitos ainda acreditam que o céu é azul por refletir mares e oceanos. Pelo contrário, existe um complexo e incrível processo óptico repleto de pormenores que envolvem a composição química da atmosfera terrestre bem como processos físicos da energia eletromagnética do sol.

Alfredo Graça Alfredo Graça 23 Jun. 2019 - 14:58 UTC
A quantidade de dispersão depende do comprimento de onda.

Nos dias de céu limpo, é muito habitual apreciarmos o céu azul. Mas afinal, que processo ou processos se desenrolam no firmamento para que seja a cor azul que assume o destaque durante o dia aos nossos olhos? Tudo se resume à conjugação de uma parte da energia eletromagnética oriunda do sol e a um processo designado de dispersão da luz. Para percebermos porque o céu é azul, em primeiro lugar precisamos de saber um pouco mais sobre a luz. Embora a luz solar nos pareça branca, ela é composta por um espectro de várias cores diferentes, tal como, a título de exemplo, podemos observar aquando a sua disposição num arco-íris (o conjunto destas cores é o branco).

A luz pode ser entendida como uma onda de energia, sendo que cores diferentes possuem comprimento de onda diferente. Numa ponta do espectro encontramos a luz vermelha, que apresenta o comprimento de onda mais longo e, na outra, as luzes azul e violeta, que possuem um comprimento de onda bastante mais curto.

No momento em que a luz do astro-rei alcança a atmosfera terrestre, ela dispersa-se por meio de moléculas de gás minúsculas no ar (principalmente nitrogénio e oxigénio). Devido a essas moléculas serem muito menores que o comprimento de onda da luz visível, a quantidade de dispersão depende do comprimento de onda. Este efeito denomina-se de Dispersão de Rayleigh (nome conferido em homenagem a Lord Rayleigh que descobriu esta ocorrência).

Comprimentos de onda mais curtos (violeta e azul) dispersam-se de forma mais intensa, daí que maior quantidade de luz azul se espalha em direção ao nosso campo de visão em relação às outras cores. Mas então, porque o céu não é violeta dado a luz violeta se dispersar ainda mais forte do que o azul? A resposta é simples: não há tanto violeta presente na luz do sol, e os nossos olhos são bem mais sensíveis ao azul.

Porque o céu fica laranja ao entardecer? Pelo mesmo processo que se torna azul.

Na verdade, existe também uma outra dispersão que influencia este processo: a dispersão de Mie. Quando olhamos para um ponto mais longínquo do sol, o azul do céu aparenta ser mais saturado. Isto acontece devido à dispersão de Mie, que não depende muito do comprimento de onda, mas que se evidencia quando passa por gotas de água, a título de exemplo, levando a uma dispersão em vários sentidos.

O que torna o céu laranja no pôr-do-sol?

O mesmo processo de dispersão que transforma o céu azul também o torna alaranjado no momento do entardecer e pôr do sol. Tanto quando nasce como quando se põe, o sol situa-se muito baixo no céu, significando isto que a luz do sol que visualizamos percorreu uma atmosfera muito mais espessa. Como a luz azul se dispersa mais intensamente pela atmosfera, ela adquire tendência para ser desviada noutra direções antes de chegar até nós. Isto é, existe relativamente mais luz amarela e vermelha para nós observarmos.

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