Cerul este albastru pe Pamant in timpul zilei deoarece o parte din lumina Soarelui este dispersata dupa ce intra in contact cu particulele din atmosfera. De fapt, lumina „alba” a Soarelui este alcatuita dintr-un numar infinit de culori, de la violet la rosu, portocaliu, galben, verde si asa mai departe, si, bineinteles, albastru. Aceste culori diferite pot fi observate atunci cand se formeaza curcubeele, cand picaturile actioneaza ca niste prisme care descompun lumina Soarelui.
De ce este cerul albastru?
Fiecare dintre aceste culori se deplaseaza in linie dreapta ca un val. In plus, fiecare culoare are o lungime de unda diferita. Cele mai mici lungimi de unda, cele ale culorii albastre (in jur de 450-500 nanometri) sau violete (in jur de 380-430 nanometri), sunt imprastiate semnificativ atunci cand intalnesc molecule, mai mici decat lungimile de unda, prezente in straturile superioare ale atmosferei (oxigen, azot, vapori de apa etc.) si particule fine de praf. Moleculele absorb lumina si o deviaza in toate directiile, dand observatorilor culoarea albastra a cerului pe timp de zi (desi o treime din lumina totala este de fapt dispersata de aceste particule).
Pe de alta parte, lungimile de unda mai mari (rosu, galben, verde etc.) sunt imprastiate mult mai putin intens de aceste molecule. Acest fenomen este cunoscut sub numele de dispersie Rayleigh, dupa numele Lordului Rayleigh (1842 – 1919), care a explicat in mod oficial acest fenomen. De asemenea, imprastierea Rayleigh mascheaza stelele in timpul zilei, deoarece lumina lor este mai putin intensa decat lumina albastra de pe cer si face ca Soarele sa apara galben (deoarece albastrul este imprastiat).
In cele din urma, cerul nu apare violet-albastru, deoarece ochiul uman este mai putin sensibil la violet si deoarece lumina Soarelui este mai putin „bogata” in violet decat in albastru.
La amiaza, cerul din jurul Soarelui pare mai degraba alb. Acest lucru se datoreaza faptului ca lumina Soarelui trebuie sa treaca printr-un strat mai subtire de atmosfera inainte de a ajunge la ochii observatorului. Culorile cu lungimi de unda mai scurte nu au timp sa se difuzeze suficient pentru a face cerul sa para albastru. Atunci cand aerul este umed si exista mai multe particule, lumina este mai difuza si cerul pare mai opac.
Cu toate acestea, cerul apare roz, rosu sau galben in jurul Soarelui in zori sau la apus, cand acesta se afla aproape de orizont. Acest lucru se datoreaza faptului ca lumina Soarelui trebuie sa treaca printr-un strat mai gros de atmosfera. In momentul in care ajunge in punctul de vedere al observatorului, toate lungimile de unda mai scurte au fost imprastiate. Doar cele mai lungi lungimi de unda ajung la ochii nostri.
Alte explicatii
Atunci cand lumina de la Soare intalneste molecule care sunt de acelasi ordin de marime sau mai lungi decat lungimile de unda, nu se mai produce dispersia Rayleigh. Toate culorile luminii sunt atunci imprastiate in toate directiile. Rezultatul este un cer mai galben si mai alb. Acest fenomen, cunoscut sub numele de imprastiere Mie, tinde sa apara in straturile inferioare ale atmosferei, acolo unde exista picaturi de apa, cristale de gheata sau aerosoli.
Bineinteles, configuratia atmosferei este diferita pe celelalte planete, ceea ce da o alta culoare cerului. Pe Marte, imprastierea Rayleigh este slaba, deoarece atmosfera este mult mai subtire decat pe Pamant. Faptul ca o cantitate mare de praf ramane in suspensie in aer absoarbe cele cateva unde albastre care sunt imprastiate. Rezultatul este un cer galbui in timpul zilei. Luna, pe de alta parte, nu are aproape nicio atmosfera. Cerul pare negru, deoarece nu exista radiatii albastre.
