Veja por que o céu é azul e o pôr do sol é vermelho

O céu é azul em um dia ensolarado, mas vermelho ou laranja ao nascer e pôr do sol. As diferentes cores são causadas pela dispersão da luz em a atmosfera da Terra. Aqui está um experimento simples você pode fazer para ver como isso funciona:

Você só precisa de alguns materiais simples para isso projeto climático:

• Água
• Leite
• Recipiente transparente com lados paralelos planos
• Lanterna ou luz do telefone celular

Um pequeno aquário retangular funciona bem para esse experimento. Tente um tanque de 2-1 / 2-galon ou 5-gallon. Qualquer outro recipiente de vidro ou plástico transparente quadrado ou retangular funcionará.

1. Encha o recipiente com cerca de 3/4 de água. Ligue a lanterna e segure-a contra a lateral do recipiente. Você provavelmente não será capaz de ver o feixe da lanterna, embora possa ver brilhos onde a luz atinge poeira, bolhas de ar ou outras pequenas partículas na água. É como a luz do sol viaja pelo espaço.
2. Adicione cerca de 1/4 de xícara de leite (para um recipiente de 2 a 1/2 galão - aumente a quantidade de leite para um recipiente maior). Mexa o leite no recipiente para misturá-lo com água. Agora, se você acender a lanterna contra a lateral do tanque, poderá ver o raio de luz na água. Partículas do leite estão espalhando luz. Examine o recipiente de todos os lados. Observe que, se você olhar para o recipiente de lado, o feixe da lanterna parece levemente azul, enquanto o final da lanterna aparece levemente amarelo.
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3. Mexa mais leite na água. À medida que você aumenta o número de partículas na água, a luz da lanterna fica mais dispersa. O feixe parece ainda mais azul, enquanto o caminho do feixe mais distante da lanterna passa de amarelo para laranja. Se você olhar para a lanterna do outro lado do tanque, parece que ela é laranja ou vermelha, em vez de branca. O feixe também parece se espalhar quando cruza o contêiner. O fim azul, onde há partículas espalhando luz, é como o céu em um dia claro. O final laranja é como o céu perto do nascer ou do pôr do sol.

A luz viaja em linha reta até encontrar partículas que desvie ou espalhe. No ar puro ou na água, você não pode ver um feixe de luz e ele viaja por um caminho reto. Quando existem partículas no ar ou na água, como poeira, cinzas, geloou gotículas de água, a luz é espalhada pelas bordas das partículas.

Leite é um colóide, que contém pequenas partículas de gordura e proteína. Misturadas com água, as partículas dispersam a luz da mesma forma que a poeira dispersa a luz na atmosfera. A luz é espalhada de maneira diferente, dependendo da cor ou comprimento de onda. A luz azul é mais dispersa, enquanto a luz laranja e vermelha é menos dispersa. Olhar para o céu diurno é como ver um feixe de lanterna de lado - você vê a luz azul dispersa. Olhar para o nascer ou o pôr do sol é como olhar diretamente para o feixe da lanterna - você vê a luz que não está espalhada, que é laranja e vermelha.

O que torna o nascer e o pôr do sol diferentes do céu diurno? É a quantidade de atmosfera a luz do sol tem que atravessar antes de alcançar seus olhos. Se você pensa na atmosfera como um revestimento que cobre a Terra, a luz do sol ao meio-dia passa pela parte mais fina do revestimento (que possui o menor número de partículas). A luz do sol no nascer e no pôr do sol precisa seguir um caminho lateral para o mesmo ponto, através de muito mais "revestimento", o que significa que há muito mais partículas que podem espalhar a luz.

Enquanto vários tipos de dispersão ocorrem na atmosfera da Terra, a dispersão Rayleigh é a principal responsável pelo azul do céu diurno e pela tonalidade avermelhada do sol nascente e poente. O efeito Tyndall também entra em jogo, mas não é a causa da cor do céu azul porque as moléculas no ar são menores que os comprimentos de onda da luz visível.

• Smith, Glenn S. (2005). "Visão humana das cores e a cor azul insaturada do céu diurno". American Journal of Physics. 73 (7): 590–97. doi:10.1119/1.1858479
• Young, Andrew T. (1981). "Dispersão de Rayleigh". Óptica aplicada. 20 (4): 533–5. doi:10.1364 / AO.20.000533