PER QUÈ EL CEL ÉS BLAU?

Tots sabem que la llum blanca està formada per diferents colors (vermell, taronja, groc, verd, blau, color anyil i moral). Basta amb agafar un prisma o observar un simple Arc de Sant Martí.

La llum solar, quan arriba a l’atmosfera, topa amb els àtoms que hi ha en suspensió (aire, pols, etc.) i aquests absorbeixen l’energia llumínica que és immediatament tornada amb la mateixa freqüència però en direcció aleatòria. És el que es coneix com a dispersió de la llum, tenint present que la llum visible és aquella porció de l'espectre electromagnètic amb longituds d'ona.

Però per què el cel és blau? Per què hi ha postes de sol vermelloses?

Cada color, per entendre’ns, té una longitud d’ona, és a dir, té un cicle, un recorregut amb un principi i un final, aquesta longitud d’ona és diferent per a cada color. La llum vermella del sol (que és de freqüència menor) té molt menys energia que la blava o la morada, i per aquest motiu, és incapaç de penetrar a l’atmosfera originant que la dispersió de la llum a l’atmosfera només passi amb la llum blava que és d’alta energia. La llum vermella, continua el seu camí gairebé sense dispersar-se ja que aquesta dispersió depèn de la longitud d’ona. Per fer-nos una idea, la dispersió de la llum blava, és 6 vegades superiors a la llum vermella, si això afegim que la nostra visió de l’ull humà és molt sensible als colors grocs i molt poc al morat, el resultat és que el nostre ull percep un blau cian, tot i que realment, el que veien és una barreja de colors una mica taronges, una mica de verd, molt de blau i també morat.

Però aquesta difusió que ens fa veure el cel de color blau és imprescindible que les partícules difusores (els àtoms de l’aire, per exemple), siguin petits respecte a la longitud d’ona de la llum que les colpeja, això passa amb el nitrogen i l’oxigen a l’atmosfera ja que són unes mil vegades més petites. Si les partícules fossin grans, llavors, qualsevol llum rebotaria produint una difusió totalment blanca com la llum del sol.

Un exemple clar és una cigarreta, quan aquesta crema sola el fum té una tonalitat blavosa degut a que les partícules de fum són molt més petites que si li donem una “calada” a la cigarreta, expulsant grans molècules de vapor d’aigua dels nostres pulmons. Per aquesta mateixa raó, el cel és més blanquinós en un dia carregat d’humitat o amb boirina, explicació que també serveix per entendre perquè els núvols es veuen blancs o, fins i tot, la raó per la qual, al arrencar un motor el fum del tub d’escapament carregat de vapor d’aigua i en estat fred és blanc i a l’escalfar-se es fa quasi transparent.

Per entendre-ho i de forma resumida, el color del cel hauria de ser violeta per ser aquest color el que té la longitud d’ona més curta, però no ho és per dos raons fundamentals: perquè la llum solar conté més llum blava que violeta i perquè l’ull humà (que en definitiva és el que capta les imatges i el cervell les interpreta), és més sensible a la llum blava que a la violeta.

CELS ROGENCS.

Una altra característica important del joc de la llum solar és color rogenc que agafa el cel durant les sortides i les postes de sol.

Cap al tard, el camí que recórrer la llum solar dins de l’atmosfera és molt més llarg que a migdia, donat que la llum entra de forma més perpendicular i no formant un angle recte com a migdia. Així, al vespre els rebots de la llum entre unes partícules i unes altres fa créixer la probabilitat de que la llum acabi xocant amb una partícula absorbent i desaparegui, fins i tot, la part groga és afectada i difosa i només els raigs vermells (llum vermella) que és la més direccional, sigui un camí gairebé rectilini (recordar que és la d’ona més llarga i, per tant, té més recorregut). Aquest, és el principal motiu que el Sol a ponent, a les postes de sol, sigui vermellós.

No obstant això, també té un paper important l’intervenció de les molècules existents a l’aire i de les partícules que aquest té en suspensió (aerosols atmosfèrics), que dispersen i desdoblen la llum solar de múltiples formes. Quan existeix una quantitat elevada d’aerosols (pols), la llum de la sortida i la posta de sol és especialment vermellosa. Això succeeix generalment quan existeixen pressions atmosfèriques elevades (anticicló) ja que la concentració de partícules de pols en l’aire és major quan hi ha altes pressions.

La culpa, per tant, d’aquesta difusió es deu a l’atmosfera. Si la Terra no tingués atmosfera, la llum solar arribaria als nostres ulls directament i no rebríem llum difosa i el cel, per tant, apareixeria tan negre com per la nit (per això, els astronautes poden veure durant el dia les estrelles, la lluna i els planetes degut a que estan fora de l’atmosfera però no fora de l’influència del Sol). Per tant, i per acabar, el color negre de la nit, és degut a que a la atmosfera que envolta a l’observador, no arriba llum i per tant no es pot donar suficient difusió.
Any source