Cos'è lo Scattering di Rayleigh, il fenomeno che "colora" il cielo e il tramonto

Tutti noi siamo abituati ad ammirare il blu del cielo, il rosso dei tramonti e la miriade di colori che dipingono l'arcobaleno dopo un temporale, ma forse non molti sanno che questo straordinario fenomeno celeste è dovuto allo Scattering di Rayleigh, scoperto all'inizio del Novecento. Di cosa si tratta esattamente? Scopriamolo insieme.

Scattering di Rayleigh, cos'é

Per comprendere meglio il fenomeno dello Scattering di Rayleigh è necessario fare una premessa. La luce è composta da una grandissima quantità di colori diversi che si propagano su onde di lunghezza diversa. Ogni lunghezza corrisponde a un colore, in una tavolozza quasi infinita poiché le onde possono andare da picometri (milionesimi di metro) a chilometri. Ma quante di queste lunghezze d'onda sono percepite dall'occhio umano? In realtà le nostre pupille riescono a percepirne una piccolissima quantità, che va da 400 a 700 nanometri circa. Questo significa che l'occhio umano riesce a catturare solo i colori che vanno dal blu/violetto al rosso, mentre tutti gli altri rimangono invisibili.

In pratica la luce, incontrando altre particelle, si "divide" nei suoi colori, permettendoci di vedere quelli compresi nello spettro visibile. Non a caso dopo un temporale riusciamo a distinguere l'arcobaleno, che si forma perché l'aria, incontrando le gocce di pioggia, si divide. Tuttavia quelli che noi riusciamo a distinguere sono appunto quelli che vanno dal blu/violetto al rosso.

Perché il cielo sereno è blu?

Quando il cielo è privo di nubi la luce attraversa solo particelle d'aria e le trasforma in una sorgente di radiazioni. Questo fenomeno, noto come Scattering di Rayleigh, rappresenta di fatto una diffusione: le particelle d'aria, dopo aver assorbito le radiazioni ne lasciano una parte (circa 1/4 del totale assorbito). Di queste due terzi giungono ai nostri occhi.

L'intensità del fenomeno è proporzionalmente inversa alla lunghezza d'onda ed è per questo che la tonalità blu/violetto (400 nanometri) prevale sul rosso (700 nanometri). Blu o violetto? Appurato che entrambi giungono ai nostri occhi con la stessa intensità, c'è da sottolineare il fatto che le nostre pupille sono più sensibili al blu rispetto che al violetto ed è per questo che un cielo completamente sereno ci appare blu.

Perché il tramonto è rosso?

Perché il cielo si tinge di rosso al tramonto e all'alba? A rispondere è, ancora una volta lo Scattering di Rayleigh. La spiegazione è racchiusa nella "vicinanza" del Sole all'orizzonte, che permette ai raggi di raggiungere la Terra attraversando la bassa atmosfera. Questo fa sì che si perdano alcune lunghezze d'onda (precisamente quelle blu/violette), permettendo così alle frequenze giallo/rosse di prevalere. Il tramonto tende a tingersi di tonalità ancor più vicine al rosso quando vi è una minore presenza di vapore acqueo che funge da filtro.

Ecco perché il cielo al tramonto si tinge di rosso, spiegato grazie alla teoria dello Scattering di Rayleigh. Quello che la spiegazione scientifica non riesce a fornire è la magia che si accende in ognuno di noi quando ci troviamo davanti a questo spettacolo.