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Perché il cielo è azzuro e gli stop sono rossi?

7 giugno 2007

Vi siete mai chiesti come mai quando alziamo gli occhi vediamo il cielo color azzurro?…bè , sembrerà strano ma è lo stesso motivo per il quale i segnali stradali di stop, o i semafori sono rossi! La spiegazione è semplice…

I fasci di luce visibile non sono altro che onde elettromagnetiche…. e adesso uno si domanda:”ma che sono ste onde elettromagnetiche?”, per ora possiamo dire che sono onde non molto diverse da quelle del mare, che viste di profilo non sono altro che un susseguirsi di colline e avvallamenti. Le onde in generale hanno una “lunghezza d’onda” ed una “frequenza” che le caratterizza; la lunghezza d’onda non è che la distanza tra due picchi di colline successivi , o due fondi di avvallamenti successivi, mentre la frequenza è il numero di lunghezze d’onda al secondo. Ogni colore visibile rappresenta un’ onda ciascuna caratterizzata da una determinata frequenza e lunghezza, per cui ho che per esempio l’onda della luce rossa ha una lunghezza di circa 700 nm (nm= nanometro è 1 miliardesimo di metro), mentre il viola ha una lunghezza d’onda di circa 400 nm ; ed una frequenza pari alla velocità di propagazione della luce nel vuoto divisa per la lunghezza d’onda (ed il perchè lo lascio da scoprire a voi).

Adesso se proviamo a far passare un raggio di luce (solare per esempio), attraverso un prisma vediamo che il fascio originale si è scomposto in sette colori (quelli dell’arcobaleno) e che la direzione del fascio di colori non è la stessa del fascio iniziale di luce; questo fenomeno è detto “rifrazione della luce”, in pratica ogni colore, inizialmente contenuto nel fascio, passando attraverso il prisma, viene rifratto cioè viene deviato rispetto all’asse d’entrata secondo un angolo dipendente dalla lunghezza d’onda, per cui i sette colori si dispongono in fila proprio perchè ciascuno ha un angolo di rifrazione diverso.

Nell’attraversare l’atmosfera la luce del sole colpisce tutte le particelle presenti nell’aria, e ciascun fascio può essere assorbito oppure rimbalzare, tecnicamente questo riblazare è detto “diffusione della luce” ed è un fenomeno molto simile a quello della rifrazione, cioè la luce sbatte sulle particelle dell’atmosfera cambiando direzione e scomponendosi più o meno come nei fenomeni di rifrazione, i colori che diffondono più degli altri sono quelli con una lunghezza d’onda minore, cioè la luce che colpisce una particella ha una serie di colori: viola,indaco e blu, che deviano in modo maggiore rispetto ai colori del rosso (con una lunghezza d’onda maggiore) che invece tendono ad arrivare in modo più “dritto”. E finalmente capite che questo fenomeno permette al cielo di assumere il colore che ha, mentre il fatto che gli stop sono rossi è dovuto alla proprietà della luce rossa di arrivare più lontano rispetto agli altri colori, cioè al fatto che anche se incontra le particelle dell’aria queste non gli fanno niente (è un bullo o no?), mentre l’azzuro si diffonde in tutto il cielo.

Ps. ora ditemi voi perchè al tramonto il cielo assume sfumature più tra il rosso e l’arancione, piuttosto che rimanre azzurro??

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6 commenti

  1. Per quel poco che ricordo della geografia astronomica fatta al liceo, se nn sbaglio accade che al tramonto la luce del sole,che sta basso all’orizzonte, prima di arrivare ad attraversare l’atmosfera solare deve percorrere una distanza maggiore rispetto a quella percorsa quando il sole si trova in alto nel cielo….quindi se la luce rossa ,come apprendo dalla pubblicazione, ha la capacità di arrivare più lontano rispetto agli altri colori…potrebbe essere qst il motivo per cui quando tramonta il sole, il cielo assume una colorazione rosso-arancio…mi sa però che c’è anche qualche altro motivo di mezzo,ma io di più nn saprei dire…cercherò di informarmi meglio.
    P.S.complimenti per qst spazio web…sn convinta che riuscirà a stimolare parecchie persone.Notte


  2. la frequenza di un onda elettromagnetica è inversamente proporzionale alla lunghezza d’onda….per cui siccome la velocità delle onde è sempre la stessa f=c/lunghezza d’onda…. essendo c una costante(ki nn sa qnt è la velocità della luce) è ank facilmente calcolabile c=f per lunghezza d’onda.
    dalla proporzionalità inversa si deduce3 facilmente che piu aumenta la frequenza e piu diminuisce la lunghezza d’onda e viceversa


  3. tutte cose corrette… bisogna mettere in tutto questo discorso anche il fatto che le particelle di pulviscolo atmosferico presenti nella parte bassa dell’atmosfera contribuiscono alla diffusione di quella lunghezza d’onda (quella del rosso appunto). Poi non è proprio vero che la luce deve compiere una distanza maggiore nelle ore serali. Pensandoci bene il sole è fermo, noi in pochi minuti possiamo dire di non aver modificato la nostra posizione rispetto al sole e quindi il fattore che influisce è il fatto che i raggi obliqui (quelli della sera, quelli che scottano di meno) hanno meno energia di quelli perpedicolari e chi vince la corsa sono proprio le onde elettromagnetiche rosse che arrivano fino a noi. Have fun


  4. Ciao…beh devo dire che questa domanda ha stuzzicato parecchio il mio interesse,tanto da portarmi a fare delle ricerche da cui più o meno è emerso questo: secondo me, dato che ogni molecola nell’aria è un centro di diffusione, la luce che colpisce tale molecola viene in parte diffusa e in parte trasmessa, cioè prosegue lungo la stessa direzione di incidenza. Lo spettro della luce visibile che incide sulla molecola, si estende da poco più di 4000 Å per il violetto a circa 7300 Å per il rosso, così che il rapporto tra le lunghezze d’onda delle due estremità è circa 1,8. Poichè l’efficienza del processo di diffusione è proporzionale alla quarta potenza di tale rapporto, se ne ricava che nella luce diffusa dalle molecole dell’aria la componente blu è quasi dieci volte più intensa rispetto al rosso che nella luce bianca proveniente direttamente dal Sole. Quando noi osserviamo il cielo in direzione lontana dal Sole è proprio questa luce diffusa che giunge ai nostri occhi e quindi il cielo ci appare blu. Lo stesso meccanismo spiega perchè il Sole al tramonto o all’alba appare arrossato anche se il cielo è perfettamente limpido. In tale circostanza, infatti, ciò che giunge ai nostri occhi è la parte di luce non diffusa dalle molecole, che ha dovuto attraversare un notevole spessore di aria. questa luce trasmessa è stata quindi fortemente impoverita delle componenti di lunghezza d’anda minore, più intensamente diffuse dalle molecole dell’aria, così che in essa risultano preponderanti i gialli e i rossi che ci offrono gli affascinanti spettacoli di luce che tutti ammiriamo. la fisica è una materia interessante, che però spesso non si studia come sarebbe necessario, personalmente mi affascina scoprire cose che sono in stretta realzione con la vita di tutti i giorni, ma a dirla tutta non catalogo qst materia tra quelle da me più amate, perchè comunemente nelle scuole diventa qualcosa di astratto fino a sfociare in un cumulo di formule di cui pochi capiscono il reale significato…da ciò parte la mia ammirazione e i miei complimenti x qst vostra iniziativa augurandovi che cresca sempre + in modo che io cm tt le altre persone che nn se ne intendono possiamo cominciare a guardare il mondo con gli “occhi” della fisica. Complimenti!!!


  5. Bravissimo per il sito: 10+…
    Anche se 1 nm=10^(-9) m, non un milionesimo di metro.
    Se lo scopre Giovanni… ;-)


  6. […] il telefono cellulare, cuocere i cibi nel forno a microonde ma soprattutto vedere il mondo e i suoi colori con i nostri occhi e anche ricevere o emettere calore. Tutto dipende dalla lunghezza d’onda […]



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