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Perché il mare è blu, se l’acqua è trasparente? E perché il cielo è blu (o rosso) visto che l’aria è invisibile?

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L'acqua è trasparente eppure il mare è blu...  L'aria è trasparente ma il cielo è blu!  E al tramonto, poi, il cielo è rosso!  Come mai?

La luce del sole è formata da tante onde luminose di colore diverso (messe tutte insieme formano la luce bianca). Quando queste onde luminose attraversano l’acqua del mare vengono assorbite dall'acqua stessa: alcune più velocemente, altre meno. E così  i colori si perdono, un poco alla volta: dapprima scompaiono il rosso e il giallo, che hanno minore energia, seguiti dal verde e dal viola. La luce blu , invece, resiste più a lungo delle altre onde luminose perché ha una maggiore capacità di penetrazione : ecco perché il mare ha questo colore. Il colore del cielo (che si riflette nell’acqua) influenza in parte il colore del mare, che infatti ha tonalità diverse se il cielo è nuvoloso  piuttosto che azzurro.

 

Anche il colore del cielo dipende dalla lunghezza d'onda della luce del Sole?

Passando dal mare al cielo, possiamo dire che il cielo sereno è blu per ragioni simili a quelle che rendono blu il mare . La luce solare che colpisce la terra  è composta da tutti i colori dell'iride,  che mescolati assieme formano la luce bianca. In particolare,  la componente blu  della luce solare ha la proprietà di essere riflessa in tutte le direzioni dalle molecole dell'atmosfera e dalle altre particelle sospese (polvere, acqua ecc.), mentre le altre componenti colorate della luce solare passano attraverso l'atmosfera senza essere riflesse.  Per questa ragione, soltanto la componente blu della luce viene diffusa e, dunque,  il cielo ci appare blu .

 

Ma allora, perché al tramonto il cielo è arancione?

A questo punto, cari focusini, immagino abbiate anche una terza domanda: perché, allora, al tramonto, il cielo appare arancione?
La risposta chiama in causa i concetti di fisica che vi abbiamo presentato sopra, ma con una differenza sostanziale . Vediamola. Al tramonto il sole si trova basso sull'orizzonte . Per questa ragione, la sua luce deve attraversare una maggiore quantità di atmosfera rispetto a quando il sole è allo zenith (ossia nel suo punto più alto sull'orizzonte, cioè a mezzogiorno). In questo percorso più lungo, per raggiungere i nostri occhi i raggi del sole perdono la loro componente di luce blu (che viene dispersa nel cielo) mentre i colori del rosso attraversano l'aria senza essere deviati e dispersi . Per questa ragione, dunque, il cielo al tramonto (così come il disco solare) ci appare arancione/rosso .

 

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