Por que é o céu azul? Por que fica vermelho o sol, que normalmente é branco, quando se põe? E por que ocorrem aqueles magníficos pores de sol e auroras que fizeram o gênio de Turner explodir? Aprendi, quando estudante, que esse efeito caleidoscópico era devido à poeira na atmosfera. Então viva a poluição! Valeria a pena um pouco de enfisema para termos esses maravilhosos pores de sol? Muito bem, apaziguem-se a poeira e outras formas de poluição, não têm nada a ver com as magníficas cores dos céus de nossas manhãs e tardes.
Para explicarmos isto vamos primeiro observar um arco íris. O que produz o arco íris nada tem a ver com as cores azul do céu e as vermelhas e amarelas de crepúsculos e auroras, mas servem para mostrar que a luz branca proveniente do sol e que assim chega à atmosfera da Terra é, em realidade, composta por várias cores, ou melhor, vários “componentes” que são percebidos pelos nossos sistemas oculares como cores diferentes. O que difere nesses diferentes componentes da luz solar é a frequência. Assim, o azul é uma luz de maior frequência que o verde, que é maior que o amarelo, que é maior que o vermelho.
A luz interage com a matéria de múltiplas maneiras. Aquela que nos interessa aqui se chama espalhamento Rayleigh (Rayleigh foi um pesquisador, um ateu que no século XIX estudou a luz e outros fenômenos). De acordo com este conceito, a luz interage com as moléculas da atmosfera, principalmente com as mais abundantes, as de nitrogênio e oxigênio (N2, O2), sendo parcialmente espalhada, isto é, partindo em todas as direções.
O que, entretanto, torna este efeito interessante é o fato de que quanto maior a frequência do componente da luz, maior a intensidade do espalhamento. Quando olhamos, durante o dia, para o céu o que vemos é luz vinda do céu que é espalhada pelas moléculas que compõem a atmosfera e como é espalhada com maior intensidade a luz de maior frequência, ou seja a luz azul, vemos o céu azul. Quando o sol se põe a luz tem que atravessar uma espessura muito maior da atmosfera que espalha nestas condições quase toda a luz de maior frequência, chegando assim aos nossos olhos o vermelho e o amarelo, que é a luz que restou. Considere dois círculos concêntricos, sendo um deles um pouco maior que o outro. O menor representa a Terra, a camada entre os dois círculos representa a atmosfera. O sol é representado por um ponto distante dos círculos. Considere agora duas retas, uma que vá do sol ao centro da Terra (esta é a configuração do sol ao meio-dia). A segunda reta irá do sol e tangenciará o círculo interno, ou seja, a Terra. O ponto que toca na Terra é onde está o observador. Você perceberá então que, por este último caminho, a luz percorrerá uma muito maior extensão da atmosfera. É por isso que vemos um sol poente ou nascente vermelho ou amarelo. É esse mesmo componente da luz que, refletido em nuvens, dá essa exuberante cor vermelha de nossas alvoradas e auroras.
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