Avete mai pensato perché il cielo è azzurro? Sembra una domanda banale ma in realtà non lo è! D’altra parte chi ha osservato le fotografie scattate sulla Luna dagli astronauti avrà sicuramente notato che il cielo, osservato dalla superficie del nostro satellite, appare nero come la notte con il Sole che splende in mezzo alle stelle, ed allora cerchiamo di capire il perché di questo fenomeno. 

La risposta va ricercata nel fenomeno della diffusione della luce del Sole da parte delle molecole che compongono l’atmosfera terrestre. Infatti, a differenza della Luna, la Terra possiede una densa atmosfera composta dal 75% di azoto, dal 21% di ossigeno e da una minima percentuale di biossido di carbonio e altri elementi.

Quando la luce del Sole penetra nell’atmosfera terrestre essa urta contro le molecole che formano l’atmosfera stessa; ogni urto fa sì che parte della luce incidente si sparga in tutte le direzioni. Siccome le dimensioni delle molecole dell’atmosfera sono molto più piccole della lunghezza d’onda della luce il fenomeno deve essere interpretato secondo il modello teorico proposto da Lord Raleigh il quale prevede che il fenomeno della diffusione sia molto più efficace per le basse lunghezze d’onda (in particolare l’intensità della luce diffusa decresce con la quarta potenza della lunghezza d’onda); in altre parole la componente azzurra della luce solare viene diffusa in misura molto maggiore rispetto alla componente rossa.

Questo è il motivo per cui il cielo appare azzurro tranne che in direzione del Sole dove la luce mantiene il suo colore prevalentemente giallo; questa è anche la ragione per cui di giorno le stelle non sono visibili.

La Luna, al contrario, essendo priva di atmosfera consente di ammirare Sole e stelle sullo sfondo di un cielo perennemente buio. 

A differenza dell’azzurro del cielo, per osservare uno splendido tramonto o un’alba suggestiva la montagna non è molto indicata; è meglio trovarsi in riva al mare, magari dopo una pioggia che ha ripulito l’aria. Ciò che colpisce di più in queste occasioni è il rosso con cui si infiamma il cielo in direzione del Sole. Perché il cielo si tinge di rosso?

La risposta si trova sempre nella diffusione della luce solare. Quando il Sole si trova in prossimità dell’orizzonte (all’alba oppure al tramonto) la luce che giunge fino a noi ha attraversato l’atmosfera nella direzione del suo massimo spessore, ha subito un grande numero di processi di diffusione e di conseguenza si è impoverita della sua componente azzurra.