4306: Do azul sereno ao vermelho infernal. A que se devem as tonalidades do céu?

CIÊNCIA/METEOROLOGIA

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As cores do céu podem dever-se a inúmeros motivos, que estão sempre relacionados com a dispersão de Rayleigh.

O céu é azul. No entanto, sob certas condições, a sua tonalidade pode variar muito: de tornados a incêndios, são vários os fenómenos que pintam a abóbada que flutua sobre as nossas cabeças.

A verdade é que a cor do céu – azul durante o dia e alaranjada ao anoitecer – deve-se a um fenómeno conhecido como dispersão de Rayleigh, explica o Hipertextual.

O fenómeno origina-se quando a luz solar (ou outra radiação electromagnética) é espalhada por partículas de pequenas dimensões, como as que estão presentes na atmosfera. A luz do Sol é composta por um espectro de cores que varia das frequências mais baixas – azul e roxo – até as mais altas – vermelho e laranja. Quando todas se sobrepõem, o resultado é luz branca.

No entanto, quando passa por um prisma ou por gotículas de água, como quando um arco-íris se forma, todas as core s são visíveis. Por outro lado, quando encontra partículas muito pequenas ou passa pelos diferentes gases que compõem o ar, a luz é espalhada, mas a forma como essa luz chega até nós depende directamente do Sol.

Durante o dia, o astro encontra-se muito alto no céu, pelo que o caminho que percorre para chegar até nós é curto. No trajecto, as partículas de ar colidem com os raios solares, espalhando a luz nas frequências mais baixas: violeta e azul. O resultado seria um céu roxo, mas como os nossos olhos são mais sensíveis à luz azul, é essa a cor do céu que vemos durante o dia.

Ao amanhecer e entardecer, o Sol está mais baixo no céu, pelo que a luz percorre um caminho mais longo. Durante a jornada, encontra moléculas de ar que continuam a espalhar a luz, atingindo as frequências mais altas, correspondentes às cores vermelho, amarelo e laranja. É por este motivo que, nestas horas do dia, o céu se pinta de tons mais quentes.

Esta semana, os habitantes do estado norte-americano do Oregon viram as cores do céu transformar-se numa série de tons avermelhados que deram um aspecto infernal ao céu.

Um dos incêndios florestais mais violentos na área assolava as florestas da região, mas não foram as chamas as responsáveis pela cor do céu. As partículas do ar foram misturadas com as do fumo, resultando num aumento notável da dispersão. Apesar de o Sol estar muito alto no céu, as frequências mais altas foram alcançadas, com tons avermelhados e alaranjados.

Por último, o céu verde ocorre quando se formam nuvens de tempestade, fortemente carregadas de água, que durante o crepúsculo absorvem a luz vermelha e refletem a luz azul. No entanto, quando se misturam com os tons amarelados do pôr do Sol, o resultado é uma cor verde que indica que ocorrerão chuvas torrenciais.

ZAP //

Por ZAP
10 Setembro, 2020

 

spacenews

 

2782: Porque é que o céu é azul? Tyndall descobriu a resposta com um reservatório de vidro e uma luz branca

CIÊNCIA

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Ao longo da História, foram muitos os cientistas que se debruçaram sobre as razões por trás de questões elementares. Um dos melhores exemplos foi o físico irlandês John Tyndall (1820-1893).

John Tyndall era um entusiasta de escaladas e passava muito tempo na região dos Alpes. Ao entardecer, fazia uma pausa para contemplar o céu. Essa paixão pela gama de cores levou o físico a explorar este fenómeno e inspirou gerações de cientistas a realizar este tipo de investigação.

A curiosidade e o interesse pela natureza levaram Tyndall a explorar uma ampla gama de temas e fazer descobertas-chave para a Ciência. Em busca de respostas para as suas perguntas, o físico construiu diversos instrumentos para as suas experiências, alguns deles muito sofisticados.

No entanto, quando se propôs a descobrir o motivo pelo qual o céu é azul durante o dia e avermelhado ao entardecer, os instrumentos que usou foram muito simples.

Tyndall utilizou um tubo de vidro para simular o céu e uma luz branca para imitar a luz do Sol. Foi então que o físico descobriu que, quando enchia gradualmente o tubo de fumo, o feixe de luz parecia ser azul de um lado e, no outro extremo, ficava vermelho.

Desta forma, percebeu que a cor do céu é o resultado de como a luz do sol se dispersa pelas partículas presentes na atmosfera – o que ficou conhecido como Efeito Tyndall. Para chegar a tal conclusão, usou instrumentos simples do nosso quotidiano.

A grande experiência começou com um reservatório de vidro cheio de água, no qual foram despejadas algumas gotas de leite, que serviram apenas para introduzir algumas partículas no líquido. Uma vez feita a mistura, o cientista acendeu uma luz branca num dos extremos do tanque.

Quase de imediato, Tyndall viu que o recipiente se iluminou com cores diferentes. O resultado era como “o céu dentro de uma caixa“. Isto porque, de um lado do tanque, a solução ficou azul. À medida que se aproximava do outro extremo, ficava mais amarela, até chegar ao laranja, como acontece ao entardecer.

Tyndall sabia que a luz branca era composta por todas as cores do arco-íris e, por isso, pensou que a explicação para o fenómeno era que a luz azul teria uma maior probabilidade de repelir e dispersar as partículas de leite na água.

Agora sabemos que isso se deve ao facto de a luz azul ter um comprimento de onda mais curto do que o de outras cores de luz visível. Isso significa que a luz azul é a primeira a dispersar-se por todo o líquido. Aliás, é por essa razão que a parte mais próxima à fonte de luz ficava azulada. Isso também explica porque é que o céu é azul: essa luz tem uma maior probabilidade de se dispersar pela atmosfera.

E o pôr do Sol? À medida que a luz penetra mais profundamente na água leitosa, todos os comprimentos de onda mais curtos se dispersam. Restam apenas os comprimentos de onda mais longos, isto é, o laranja e o vermelho. A água fica progressivamente mais alaranjada e, se o reservatório for suficientemente grande, vermelha.

O mesmo fenómeno ocorre no céu. À medida que o Sol se põe, cada vez mais baixo, a sua luz é obrigada a viajar por uma camada mais espessa de atmosfera. Como consequência, as ondas azuis com comprimentos mais curtos dispersam-se por completo, deixando apenas as luzes laranja e vermelha.

Hoje, sabemos que a luz se dispersa principalmente nas moléculas de ar, e não nas partículas de pó, como suspeitava Tyndall. Ainda que a sua explicação tenha sido incorrecta nestes detalhes, foi certeira no princípio.

ZAP // BBC

Por ZAP
6 Outubro, 2019