Você sabe porque o céu é azul?

A luz do Sol, que a ti parece branca é, na verdade, constituída por sete cores entre elas o azul. Estas são vistas quando aparece o arco-íris. O que acontece é o seguinte: quando a luz solar atinge a atmosfera da Terra, o azul separa-se das outras cores e espalha-se no ar. Como existe mais azul que as restantes, só vemos essa cor quando olhamos para o céu.
Abaixo descreveremos um experimento caseiro, sugerido pelo professor de Física Luiz Ferraz Netto, para comprovar o comportamento das ‘cores’:

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Material
. uma boa lanterna (as de três ou quatro pilhas com feixe estreito são as melhores);
. um aquário para 10 ou 15 litros com vidros bem limpos;
. 250 mililitros (1 xícara) de leite
. uma colher de madeira de cabo longo.
Procedimento
Coloque o aquário sobre uma mesa no centro da sala, de modo que você possa vê-lo de todos os lados. Preencha-o com água até 3/4 do seu nível total. Acenda a lanterna e mantenha-a encostada numa das paredes do aquário, ao longo de seu comprimento. Tente observar o feixe de luz que se propaga pela água.

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Difícil, não é? Talvez você possa ver algumas partículas de pó em suspensão na água; elas aparecem brancas. De qualquer modo que você olhe é, todavia, bastante difícil ver exatamente onde o feixe de luz atravessa a água.
Acrescente aproximadamente 60 mililitros (1/4 de xícara) de leite na água e misture com a colher de madeira. Segure a lanterna contra a lateral do aquário, como foi feito antes. Repare que o feixe de luz agora é fácil de ser visto ao atravessar a água. Observe o feixe de luz olhando pelas outras laterais e pela face oposta a da lanterna, por onde a luz escapa do recipiente. Repare que, de lado, o feixe é visto ligeiramente azul e na extremidade oposta, aparece um pouco amarelado. Acrescente outro 1/4 de xícara de leite na água e mexa. Agora o feixe de luz apresenta-se mais azulado quando visto de lado, e com um amarelo mais intenso olhando-se pela face oposta à entrada da luz; até mesmo um tom alaranjado pode ser observado. Acrescente o restante do leite na água e mexa a mistura. Agora, visto de lado, o feixe de luz mostra-se bem azul e bastante laranja visto pela face oposta à da entrada da luz.
Além disso, você poderá observar que o feixe de luz aparece mais espalhado do que nas primeiras observações; não é visto agora tão estreito como antes.
O que será que faz o feixe de luz da lanterna aparecer azul, quando visto de lado, e laranja quando visto de frente?
A luz normalmente propaga-se em linha reta, a menos que encontre as bordas de algum material pelo meio do caminho. Quando o feixe de luz de uma lanterna propaga-se no ar, não vemos o feixe, observando-o de lado, porque o ar é bastante uniforme (homogêneo e transparente); a luz nele propaga-se em linha reta. O mesmo é verdadeiro quando o feixe de luz caminha pela água, como nesta experiência. A água é uniforme, e o feixe a percorre em uma linha reta. Porém, se houver algumas partículas de pó no ar ou na água, poderemos observar um vislumbre do feixe porque a luz é difundida (decomposta) ao encontrar as bordas das partículas de pó.
Quando você acrescentou leite na água, você acrescentou nela muitas partículas minúsculas. Leite contém muitas partículas minúsculas de proteína e gordura que ficam em suspensão na água. Estas partículas difundem a luz e fazem o feixe da lanterna tornar-se visível quando visto de lado. Cores diferentes de luz são separadas, na difusão, em ângulos diferentes.
Luz azul é desviada da direção original muito mais que a laranja ou a luz vermelha. Como nós vemos a luz difundida na direção perpendicular ao feixe, e como a luz azul é a que se difunde mais (sofre maior desvio), o feixe aparece azul. Uma vez que o laranja e o vermelho são menos difundidos, essas cores caminham em linha reta seguindo mais de perto o feixe inicial de luz branca. Por isso, quando você olha diretamente no feixe de luz da lanterna (de frente), aparece laranja ou vermelho, ou seja, o que resta da luz branca.
O que tem esta experiência a ver com céu azul e com o pôr-do-sol laranja?
A luz que você vê quando você olha o céu é a luz solar, que é difundida por partículas de pó na atmosfera. Se não houvesse nenhuma difusão (espalhamento em cores), toda a luz proveniente do Sol cairia em linha reta para a Terra e o céu apareceria escuro, como ocorre à noite. A luz solar é difundida pelas partículas de pó, da mesma maneira como a luz da lanterna é difundida pelas partículas de leite nessa experiência. Olhar para o céu é como olhar o feixe da lanterna de lado: você está olhando luz difundida que é azul.

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Quando você olha diretamente para o Sol se pondo no horizonte, do mesmo modo que olhou a luz da lanterna de frente, você estará observando apenas a luz que é bem pouco difundida (desviada), ou seja, o laranja e o vermelho.
Qual a causa para o Sol aparecer com tonalidade laranja ou até mesmo vermelho ao pôr-do-sol ou ao amanhecer?
Ao pôr-do-sol ou ao amanhecer, a luz solar que nós observamos percorreu um caminho bem mais longo através da atmosfera terrestre que a luz solar que nós vemos ao meio-dia. Nesse longo trajeto muitas cores foram difundidas (e portanto retiradas do feixe de luz branca), sobrando para nossos olhos parte do amarelo e luz vermelha. E é o que vemos!

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