Em nossa infância, bem quando começamos a nos perguntar o porquê das coisas aos nossos pais, surge a seguinte dúvida: por que o céu é azul? Em um esforço de nossos pais para nos explicar, muitas vezes somos esclarecidos com um daqueles exemplos de erros científicos que viraram crença popular: o céu é azul por causa do reflexo dos oceanos na atmosfera. Embora essa resposta seja aceitável – ela até parece ser plausível – não faz sentido que o céu no meio de um deserto também seja azul, muito menos que o céu no interior dos continentes, afastados do litoral sejam azuis também.
Para entender o real motivo pelo qual o céu é azul, precisamos nos aprofundar um pouquinho acerca da natureza ondulatória da luz visível.
O que é a luz?
A luz, para fim desse artigo, será tratada como uma onda eletromagnética. Todas as ondas eletromagnéticas possuem características como frequência e comprimento de onda, sendo essas características o que influenciarão na cor e dispersão da luz em nossa atmosfera.
Nossos olhos só conseguem enxergar certas frequências do espectro eletromagnético. A luz vermelha, por exemplo, possui um comprimento de onda maior e uma frequência menor do que a luz azul, o que prova que frequência e comprimento de onda são grandezas inversamente proporcionais.
Partículas da atmosfera: as verdadeiras culpadas pelo céu azul
Quando a luz passa de um meio para outro ocorre o fenômeno da refração. A refração pode ser estudada em casa com um prisma (ou qualquer pedaço de vidro, plástico ou materiais do tipo devidamente “alinhados” com a luz do Sol). Quando a luz que vem do sol (chamada de luz branca, por ser a composição de todas as cores do espectro da luz visível) passa do vácuo do espaço para a atmosfera, o mesmo fenômeno ocorre. Como em um prisma, as diferentes frequências de onda serão refratadas com ângulos diferentes, como no esquema abaixo:
Por a nossa atmosfera ser constituída de moléculas de gás como oxigênio, hidrogênio e partículas em suspensão, ela acaba se tornando uma verdadeira pista de obstáculos para as ondas de luz que trilham seu caminho até chegar em nós. A onda vermelha, como observado na animação acima, possui um comprimento de onda maior do que a luz azul e violeta. Sendo assim, a probabilidade de que ela esbarre nas partículas em seu caminho é muito menor do que as de comprimento de onda menor.
Então a luz azul, por colidir com mais incidência nas partículas que compõem nossa atmosfera, acaba sendo refletida para todos os lados. Consequentemente, um dos raios de luz azul refletidos, resultado dessa colisão, acaba chegando aos nossos olhos. De certa forma, nosso céu é abundante em luz azul.
Mas não faria mais sentido o céu ser violeta, já que as ondas de luz violeta possuem o menor comprimento de onda?
Faria, e é isso que acontece! Mas antes de você pensar que tudo o que leu nesse artigo foi uma mentira, vale lembrar um pouco das aulas de anatomia humana:
Nossos olhos possuem células denominadas cones, cuja função é perceber as cores. Os mesmos cones que percebem a cor azul podem ser sensibilizados por cones de frequências próximas, como o violeta. O resultado disso é que, para frequência próximas, nosso olho pode interpretar diversas cores como uma só.
Para facilitar o entendimento do post, recomendo que assistam ao vídeo abaixo:
