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No vídeo anterior vimos qual a razão para o céu ser preto durante a noite[1]. Mas da mesma forma que fazemos essa pergunta, podemos perguntar qual a razão para o céu ser azul durante o dia…
Copiando uma das razões dadas no outro vídeo, podemos dizer que o céu é azul porque o sol está a iluminar a parte do planeta em que nós encontramos.
Sim, mas se essa é a razão, então porque é que quando vemos fotos tiradas no espaço, vemos o céu preto?
Para responder a esta questão, podemos dar uma resposta simples: no espaço não existe atmosfera.
Mas se essa é a resposta, então porque é que vemos o céu azul, e não de outra cor, como por exemplo vermelho? E porque é que vemos o sol amarelo?
Se pensar-mos um pouco, podemos chegar à conclusão que um raio de luz emitido por uma estrela contem todas as cores do espectro visível 2] – toda a gente já viu a dispersão de luz utilizando um prisma[3] – e quando juntamos todas as cores num ponto, obtemos uma cor… branca! Então porque é que o sol é amarelo?
A verdade é que o facto do céu ter um tom azul acontece pela mesma razão que o sol tem um tom amarelo… Ou que durante um por do sol, o céu fica alaranjado. Isto deve-se a um fenómeno chamado divisão – divisão em aspas – da luz solar na atmosfera, mais conhecido como Dispersão de Rayleigh[4]. Lord Rayleigh[5] – ou Jonh Strutt para não se confundir com o Lord Voldmort – é o nome do senhor britânico que descobriu este fenómeno mas este vídeo é sobre o que ele descobriu e não sobre o senhor.
O conceito é simples: um raio de luz é composto por ondas, ondas essas que têm um comprimento. Quando o raio passa por uma partícula que o seu comprimento de onda, essa partícula irá espalhar o raio – ou por outras palavras, desviar o raio da sua direcção original. É um fenómeno que pode ser visto em qualquer superfície, mas é mais notado em superfícies gasosas – como a nossa atmosfera.
Mas mesmo assim, isto não explica completamente o porquê da cor do céu. Bem, como já foi explicado, um raio de luz é composto por varias cores, sendo que cada cor tem um comprimento de onda respectivo[6]. E devido à distancia a que nós encontramos do sol, e ao seu tamanho em comparação ao nosso planeta, os raios de luz emitidos por esta estrela, entram na nossa atmosfera em vários angulos diferentes. O que quer dizer que alguns raios apenas têm de atravessar uma pequena parte dos gazes que compoem a atmosfera, enquanto outros têm de atravessar uma maior parte.
Agora que já temos este conceito de comprimento de ondas, deixem-me fazer uma correcção. Anteriormente disse que a luz era espalhada devido ao fenómeno da dispersão de luz. A verdade é que não é a luz que é espalhada, mas componentes do seu comprimento de onda: ou seja, cores.
Mas para perceber-mos melhor a razão pela qual isto é importante, temos de perceber um pouco melhor a matemática por trás do conceito deste fenómeno Ou melhor, não desliguem já o vídeo, porque não vou explicar a formula toda, mas apenas a conclusão que se pode tirar. Se pegar-mos novamente na explicação sobre a dispersão de Rayleigh[4], podemos concluir que uma cor com um comprimento de onda pequeno tem mais probabilidades de se espalhar que uma cor com um comprimento maior. Ou seja, isto quer dizer que uma cor “quente” – entre aspas – como por exemplo o vermelho, tem menos probabilidade de se espalhar que uma cor “fria” como o azul.
Bem, então assim podemos pensar que um raio que atravesse a nossa atmosfera- e para ser mais simples, vamos pensar em cores como sendo apenas o vermelho, verde e azul – vai ver a sua componente de cor azul sofrer mais dispersão que o resto das cores. O que quer dizer que no final, vamos ver mais da cor azul espalhada, do que do resto das cores. E com isto obtemos o céu azul, que na realidade são grandes concentrações da cor azul, com uma mistura de tons verdes. Tudo porque a luz é dividida ao entrar na nossa atmosfera.
Mas isto acontece, ou melhor, nota-se mais se o raio atravessar a atmosfera num ângulo que não o faça vir na nossa direcção. Então o que acontece se um raio vier na nossa direcção, como por exemplo quando olhamos… para o sol?
Claro que a resposta é óbvia, iríamos ver a cor amarela do sol. Sim, mas se com o raio anterior víamos azul, então o que mudou?
A resposta é simples, depende do ponto em que observamos o raio. Como já foi explicado, ao atravessar a nossa atmosfera, o raio perde grande parte da sua componente azul, e alguma da verde. Ou seja, isto quer dizer que se no final o raio será composto maioritariamente por vermelho. Então se observarmos um raio que viaja na nossa direcção, e que atravessou a atmosfera, vamos ver um raio que é composto por vermelho e verde, e não tem azul. O que irá criar a cor amarela que nós vemos no sol. Tudo depende do ângulo com que o raio atravessa a atmosfera. Um raio que se dirija na nossa direcção vai parecer amarelo – ou uma cor mais próxima do vermelho – enquanto que um que não se dirija na nossa direcção vai parecer azul.
E com isto conseguimos também explicar porque é que o por do sol é laranja, ou às vezes a luz reflectida pelas nuvens é vermelha.
Por isso, da próxima vez que virem uma foto do sol, tirada no espaço, e ficarem confusos por o sol aparecer como uma bola branca, já sabem que a culpa é da nossa atmosfera.
Links e referencias
[1] – Video anterior: http://bleepbloopblog.wordpress.com/2013/01/18/science-btch-qual-a-razao-para-o-ceu-ser-preto-durante-a-noite/
[2] – Luz: http://en.wikipedia.org/wiki/Light
[3] – Dispersão de luz: http://www.brasilescola.com/upload/e/decomposicao%20da%20luz(1).jpg
[4] - Rayleigh scattering: http://en.wikipedia.org/wiki/Rayleigh_scattering
[5] – Lord Rayleigh: http://en.wikipedia.org/wiki/Lord_Rayleigh
[6] – Light wavelenght: http://en.wikipedia.org/wiki/Visible_spectrum
