Scattering di Rayleigh: differenze tra le versioni

Versione delle 11:56, 20 giu 2006

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Il coefficiente della scattering di Rayleigh per un gruppo di particelle diffuse è il numero di particelle per unità di volume ''N'' moltiplicato per la sezione d'urto.

Si nota quindi una forte dipendenza della diffusione dalla lunghezza d'onda (<math>\lambda</math> ), ciò significa che la luce blu viene diffusa molto di più della luce rossa. In atmosfera quindi i fotoni blu vengono diffusi quando l'onda attraversa il cielo ed è questa la ragione per cui si può vedere la luce blu arrivare da tutte le regioni del cielo mentre gli altri fotoni derivano più direttamente dal sole. È inoltre importante notare che, nonostante si usi il termine fotone, la teoria dello scattering Rayleigh è stata sviluppata senza fare alcun ricorso alla [[meccanica quantistica]] e non utilizza alcun elemento fondamentale della fisica moderna.

Per lo stesso motivo la diffusione di Rayleigh è responsabile del colore rosso che assumono gli oggetti, le nuvole, etc. al tramonto o all'alba. In queste condizioni infatti i raggi solari attraversano uno spessore grandissimo di atmosfera terrestre e dunque incontrano un elevato numero di centri diffusori, cosicchè non solo i fotoni blu, ma anche quelli gialli sono diffusi. Il risultato è che la luce solare è privata di tutte le componenti dello spettro eccetto il rosso. Il cielo tuttavia rimane blu a causa del gran numero di fotoni blu sempre diffusi nell'alta atmosfera.

Un'eccezione a questo caso si ha nei casi dell'[[alba (giorno)|alba]] o del [[tramonto]], in questi casi infatti il cielo si presenta un colore rosso. Ciò avviene perché il raggio luminoso attraversa uno spessore molto maggiore di atmosfera e questa distanza causa quindi un ulteriore scattering della luce blu ma uno scattering relativamente basso della luce rossa. Il risultato sarà quindi un pronunciato colore rosso della luce derivante dalla direzione del sole.

A questo punto risulta naturale chiedersi il motivo per cui il cielo risulta essere blu anziché viola poiché, in accordo con la legge di Rayleigh e della dipendenza inversa con la quarta potenza della lunghezza d'onda, sarebbe naturale aspettarsi un cielo di questo colore. Ciò è dovuto principalmente al fatto che l'occhio umano risulta essere più sensibile alla lunghezza d'onda corrispondente alla luce blu anziché a quella viola avendo dei [[fotorecettori]] che possiedono un picco di sensibilità maggiore per questo colore. Inoltre la luce che proviene dal sole è centrata sulle frequenze blu dello spettro.