Por que o céu é azul?

Uma das perguntas mais intrigantes que acompanham a maioria das pessoas desde pequenas é: Por que o céu é azul? Essa dúvida torna-se ainda mais interessante quando aprendemos que o universo é escuro e também quando vemos que, ao entardecer, a cor visualizada no céu muda para um tom avermelhado. Mas por que isso acontece?

Bem, para responder a todas essas perguntas, precisamos primeiro entender a composição das cores e da luz. As cores que nós vemos são constituídas de ondas. Cada cor possui um comprimento de onda diferente. Esse comprimento é a distância entre uma crista e outra, isto é, entre as partes mais altas da onda. Quanto maior o comprimento da onda, menor é a sua energia de radiação e vice-versa.

O comprimento de onda é a distância de um pico a outro de uma onda eletromagnética

A luz do Sol que vemos no céu parece branca, mas, na verdade, essa cor branca é formada pela união de todas as cores do arco-íris. Isso pode ser visto na figura a seguir, em que a luz branca passa por um prisma e ocorre a sua decomposição nas seguintes cores: vermelho, laranja, amarelo, verde, azul, anil e violeta.

Decomposição da luz branca do sol ao passar por um prisma

O espectro da luz visível a seguir nos mostra que o vermelho é a cor que possui o maior comprimento de onda. Já o azul, o anil e o violeta possuem os menores comprimentos de onda.

Espectro de luz visível e seus respectivos comprimentos de onda

Quando a luz branca do Sol atinge a atmosfera da Terra, ela entra em contato com as moléculas e átomos do ar. Entre essas moléculas bem pequenas, há principalmente o gás oxigênio (O₂) e o gás nitrogênio (N₂). Essas partículas refletem ou propagam as cores que compõem a luz do Sol em diferentes direções.

Mas a luz se espalha mais quando passa através de partículas com diâmetro igual a um décimo do comprimento de onda (cor) da luz. Como os tons de azul possuem os menores comprimentos de onda, eles são mais compatíveis com as pequenas partículas que compõem o ar do que os comprimentos de onda do vermelho, laranja, amarelo e verde.

Assim, as moléculas da atmosfera difundem o azul em uma quantidade mais elevada que as outras cores, espalhando o azul para todas as direções da atmosfera. É essa cor refletida que chega até os nossos olhos na superfície da Terra, por isso observamos o céu azul.

Os astronautas que veem o nosso céu do lado de fora da Terra também veem a cor refletida pelas moléculas da atmosfera, ou seja, também veem o céu da Terra na cor azul.

A cor do céu é azul porque essa é a cor mais dispersa pelas partículas da atmosfera

Mas no espaço não há atmosfera, dizemos que lá é um vácuo. Como não há atmosfera, os raios do sol não são espalhados, e o espaço fica escuro. Isso nos mostra que a cor do céu depende das partículas presentes na atmosfera. Visto que as atmosferas de outros planetas não são iguais à nossa, as partículas delas possuem tamanhos e formatos diferentes e, por isso, espalham cores diferentes. Isso explica o fato de o céu de outros planetas ser de cor diferente do nosso.

Os planetas do Sistema Solar apresentam céus com diferentes cores por causa da constituição de suas atmosferas

Aqui na Terra essa ocorrência também pode ser visualizada. Na figura a seguir, por exemplo, temos uma imagem do céu no Monte Everest, o monte mais alto de toda a Terra. Veja que lá o céu é de um azul mais escuro. Por que isso acontece? Porque a densidade do ar é muito pequena e há poucas moléculas para espalhar o azul. Por essa razão, a cor do céu é mais escura.

O céu no cume do Monte Everest é mais escuro que o normal

No entanto, ainda resta uma pergunta: Por que o céu é vermelho ao entardecer?

Quando o sol está se pondo, a luz atravessa uma quantidade muito maior de atmosfera antes de alcançar os nossos olhos. As cores com comprimentos de onda maiores, como o vermelho e o laranja, são as últimas a serem difundidas, sendo visíveis mesmo depois de atravessarem essa quantidade maior de atmosfera. A luz azul, que nesse caminho foi dispersa quase integralmente, pois a atmosfera atua como um filtro, praticamente não chega até nossos olhos. Por outro lado, a luz vermelha, que não é dispersada, e sim transmitida, pode ser visualizada.

Além disso, as partículas de poeira e fumaça que são maiores que as partículas do ar são mais compatíveis com os comprimentos de onda da cor vermelha. Por isso, essas partículas dispersam mais o vermelho do que o azul. O resultado são visões maravilhosas, como o pôr do sol mostrado a seguir:

Pôr do sol na praia com céu em tons avermelhados

Por Jennifer Fogaça
Graduada em Química