Todo mundo sabe que a luz branca, emitida pelo Sol, é na verdade composta de sete cores básicas. Elas variam do violeta ao vermelho, cada uma com sua freqüência.
As moléculas de ar que compõem a atmosfera da Terra, por sua vez, refletem, absorvem e difundem a radiação solar. “A luz do Sol, também chamada de luz branca, entra na atmosfera e é espalhada pelas moléculas do ar – principalmente nitrogênio – para todas as direções”, diz o físico Alexandre Souto Martinez, do Instituto de Física e Matemática da USP de Ribeirão Preto.
A luz azul tem uma freqüência (ciclos de onda por segundo) muito próxima daquela de ressonância dos átomos da atmosfera, ao contrário da luz vermelha. Assim, a luz azul movimenta os elétrons nas camadas atômicas das moléculas com muito mais facilidade que a vermelha. Isso provoca um ligeiro atraso na luz azul que é reemitida em todas as direções, num processo chamado dispersão de Rayleigh (nome do físico inglês do século XIX que explicou esse fenômeno). A luz vermelha, que não é dispersa e sim transmitida, continua em sua direção original, mas quando olhamos para o céu é a luz azul que vemos porque é a que foi mais dispersada pelas moléculas em todas as direções.
No amanhecer e no entardecer, porém, a luz atravessa uma camada mais espessa da atmosfera. O azul se espalha tanto que não consegue chegar até nós e, por isso, vemos o céu vermelho.
Partículas de umidade presentes na atmosfera também podem alterar essa dispersão da luz. É por isso que, antes ou depois de chover, podemos ver as sete cores do espectro na faixa onde a luz atravessa as gotículas de água. É o chamado arco-íris. Por essa mesma razão, também o céu de Marte é vermelho. Como ele tem muitas partículas de poeira dispersas, a luz azul se espalha ainda mais e apenas a luz vermelha consegue chegar à superfície.
O ar que dá a cor Atmosfera terrestre tem efeito semelhante ao de um prisma sobre a luz do Sol1. Quando a luz atinge uma superfície transparente, parte dela é refletida e parte é refratada – ou seja, ultrapassa essa superfície. Em um prisma, a luz refratada se subdivide em várias faixas de diferentes comprimentos de onda, gerando as sete cores do arco-íris
2. Ao amanhecer e durante o pôr-do-sol, a luz atravessa uma faixa mais espessa de atmosfera. Aí en†ão, podemos vê-la em outras faixas de comprimento de onda – especialmente as das cores vermelho e laranja
3. Durante a maior parte do dia, a luz solar atravessa uma porção menos espessa da atmosfera, portanto nós a vemos na faixa de comprimento de onda da cor azul
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