Perché il cielo è di colore azzurro di giorno?

Lo abbiamo sotto gli occhi tutti i giorni. Dall’alba fino al tramonto del Sole, il cielo cambia sfumature a ogni ora, ma rimane nelle tonalità dell’azzurro e del blu. Eppure, quando cala la notte diventa nero, perché quello è il colore dello spazio profondo. Ma allora perché, durante il giorno, il cielo è di colore azzurro? Sembra una cosa scontata e banale, ma ora scopriremo che non lo è.

Il fenomeno della diffusione

La luce naturale emessa dal Sole è luce di color bianco. In realtà, però, è il risultato della composizione di tante sfumature di colore, che vanno dal rosso fino al violetto. E ad ognuna di queste sfumature corrispondono due grandezze fisiche, cioè la frequenza e la lunghezza d’onda.

Fintanto che la luce attraversa il vuoto dello spazio si mantiene bianca. Ma quando incontra l’atmosfera della Terra, e quindi tutte le particelle di cui è composta, avviene il fenomeno della diffusione. In pratica, le particelle agiscono come un filtro, come un setaccio, che disperde alcune lunghezze d’onda della luce (e quindi alcuni colori) prima che questa arrivi a terra.

E lo fanno in un modo preciso: più sono piccole, e più piccola è la lunghezza d’onda che diffondono.

Perché il cielo è azzurro? Merito dell’atmosfera

Quando il Sole è alto, i suoi raggi attraversano soprattutto gli strati più alti dell’atmosfera, dove le particelle sono più piccole e meno numerose. La loro dimensione è proprio quella che meglio diffonde le lunghezze d’onda dell’azzurro e del blu, e così ecco perché il cielo risulta di colore azzurro.

In altre parole, è la presenza dell’atmosfera, e il fatto che sia composta da quelle specifiche particelle, a far sì che il cielo ci appaia così. Sulla Luna, per esempio, il cielo ci apparirebbe sempre nero, perché un’atmosfera non c’è.

La luce gialla e il rosso del tramonto

Tutto questo non spiega soltanto perché il cielo è di colore azzurro durante il giorno. Spiega anche perché la luce del Sole ci appare gialla di giorno e rossa al tramonto e all’alba.

Nel primo caso, l’atmosfera sottrae alla luce bianca le sfumature dell’azzurro, e quindi le sfumature rimaste danno il giallo come risultante. Nel secondo caso, quando il Sole è basso, i suoi raggi attraversano molta più atmosfera, e soprattutto negli strati più bassi, dove le particelle sono più grandi. Queste particelle diffondono le tonalità del rosso, che infatti hanno lunghezze d’onda più grandi di quelle dell’azzurro.