Per què el cel és blau?

Segur que moltes vegades us heu preguntat per què a la Terra el cel és blau i no d'un altre color, ja que tot depèn de l'absorció o dispersió de la llum del Sol per les partícules de l'atmosfera, aquestes són les responsables dels colors que veiem, però com passa?

La llum del sol es veu blanca però realment té molts colors, això ho podem veure quan fem passar la llum per un prisma:

Quan la llum blanca brilla a través d'un prisma, la llum es separa en tots els seus colors. Un prisma és un cristall de manera especial perquè desviï els raigs de llum en diferents longituds d'ona.

Quan veiem un objecte d'un determinat color és perquè està reflectint certa longitud d'ona i absorbint la resta. En l'espectre visible el color vermell està a l'extrem la longitud d'ona és molt més llarga i per això la seva freqüència és molt més baixa, i l'altre extrem de l'espectre tenim la llum violeta que és d'ona curta i molta més freqüència.

El veureu més clar en el següent dibuix, on es veu que la forma de l'ona i el nombre de pujades i baixades que té, la blava per exemple té molts més ascens i baixades (freqüència) i és una ona més curta.

Per tant podem dir que el cel a causa de la seva composició absorbeix la resta de colors i reflecteix el color blau. Però no és ben bé així, el procés que realitza és de dispersió, les molècules dels gasos de l'atmosfera dispersen la llum en el color blau. La llum del sol arriba a l'atmosfera de la Terra i es dispersa en totes direccions per tots els gasos i partícules en l'aire. La llum blava es dispersa en totes direccions per les minúscules molècules d'aire en l'atmosfera de la Terra. El blau es dispersa més que altres colors perquè és una ona més curta i més petita i interacciona amb les partícules més petites de l'atmosfera.

Quan el Sol està molt alt en el cel apreciem també que prop d'horitzó el cel s'esvaeix a un blau més clar o blanc, això passa per què la llum del sol que ens arriba des del més baix del cel travessa encara més aire que la llum del sol que ens arriba des de dalt. Com la llum del sol des de l'horitzó ha passat a través de tot aquest aire, les molècules d'aire s'han dispersat i redispersat la llum blava moltes vegades i en moltes direccions donant tonalitats de blau clar o blanc.

Però ens podem fer encara més preguntes. Què fa una posta de sol sigui ataronjada? A mesura que el sol es posa més baix en el cel, la seva llum està passant per més quantitat d'atmosfera per arribar a nosaltres. La llum blava es dispersa tant, que permet que els colors vermells i grocs s'aprecien millor.

Amb el color del cel també podem apreciar l'estabilitat de l'atmosfera i fins i tot la seva contaminació. Sí el dia és molt estable el cel és molt blau, si hi ha alguna cosa d'inestabilitat, és a dir molt vapor d'aigua pren uns colors blau clar a blanc, i sí hi ha contaminació es pot veure blanc groguenc sobretot a les ciutats, això és degut a la presència d'aerosols contaminants surant en l'atmosfera, són d'una mida més gran que les molècules de l'aire i dispersen millor el color groc.

I una pregunta més, però aquesta d'un altre planeta, sabent el que ja sabem... de quin color és el cel de Mart?

L'atmosfera de Mart és molt més prima i la dispersió molecular és per tant menys eficient, a més molta pols en suspensió. En principi, la pols marcià podria haver exercit el paper de les nostres molècules d'aire terrestre, dispersant les longituds d'ona més curtes de manera més eficient i, en conseqüència, produint cels blaus i postes de sol vermelles com a la Terra. Però no és així, la pols marcià és ric en òxids de ferro que són forts absorbents del blau llavors es produeix exactament l'efecte oposat simplement eliminant les longituds d'ona més curtes del feix de radiació. El cel de Mart té llavors un color una mica ataronjat (color caramel).

Nova pregunta... i en la Lluna de quin color és el cel? La resposta és fàcil, com no hi ha atmosfera directament no es dispersa la Llum i veiem el Sol sobre el fons d'estrelles. Una imatge realment curiosa!

Article publicat originalment en Universo Bloc.