Considere que: o comprimento de onda da luz visível é da ordem de
; o espalhamento Rayleigh é válido para partículas muito menores que o comprimento de onda e possui uma seção de choque,
, proporcional ao inverso do comprimento de onda elevado a quarta potência.
c) Você poderia explicar o avermelhamento do Sol poente ou nascente com argumentos similares?
Na tabela abaixo são dadas as densidades das atmosferas de alguns planetas do sistema solar.
c) Você poderia explicar o avermelhamento do Sol poente ou nascente com argumentos similares?
Na tabela abaixo são dadas as densidades das atmosferas de alguns planetas do sistema solar.
Planeta | Densidade da atmosfera |
---|---|
Mercúrio |
|
Vênus |
|
Terra |
|
Marte |
|
Passo 1
Beleza, vamos resolver essa questão sobre o avermelhamento do Sol quando ele está se pondo ou nascendo. O que a gente precisa saber aqui é sobre espalhamento Rayleigh, que é um fenômeno que explica como a luz interage com partículas muito pequenas na atmosfera. Vamos usar isso para entender por que o Sol parece vermelho nessas horas.
Passo 2
Primeiro, vamos falar um pouco sobre o comprimento de onda da luz. A luz visível tem diferentes cores, e cada cor tem um comprimento de onda diferente. Por exemplo, o azul tem um comprimento de onda menor (em torno de
) e o vermelho tem um comprimento de onda maior.
Passo 3
Agora, o espalhamento Rayleigh acontece quando as partículas na atmosfera (como moléculas de ar) são muito menores que o comprimento de onda da luz. Esse espalhamento é mais eficiente para comprimentos de onda menores. A fórmula que descreve isso é:
Isso significa que a seção de choque, ou seja, a probabilidade de a luz ser espalhada, diminui muito conforme o comprimento de onda aumenta.
Passo 4
Quando o Sol está alto no céu, a luz viaja por uma menor quantidade de atmosfera até chegar aos nossos olhos. Nessa situação, as partículas menores espalham mais a luz azul do que a vermelha, fazendo o céu parecer azul. Mas quando o Sol está se pondo ou nascendo, a luz precisa atravessar uma camada mais densa da atmosfera.
Passo 5
Com esse caminho mais longo, há mais partículas para espalhar a luz. Como o espalhamento Rayleigh é mais eficiente para luz azul (de comprimento de onda menor), quase toda a luz azul é espalhada para longe da nossa linha de visão. O que sobra é a luz com comprimentos de onda maiores, como o vermelho e o laranja, que chegam até a gente, deixando o Sol com aquela aparência avermelhada.
Resposta
O avermelhamento do Sol ao se pôr ou nascer ocorre porque a luz percorre um trajeto maior na atmosfera, aumentando o espalhamento Rayleigh das ondas azuis. Como a seção de choque
é inversamente proporcional a
, a luz azul é fortemente espalhada, deixando predominar as cores vermelha e laranja que vemos no Sol nessas horas.