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.
a) Como você explica a cor azul do céu na Terra?

Passo 1

Beleza, vamos lá! O enunciado fala sobre o comprimento de onda da luz visível (~0,5 μm) e o espalhamento Rayleigh, que é válido para partículas muito menores que o comprimento de onda. A gente precisa usar isso para explicar por que o céu é azul aqui na Terra.

Passo 2

Primeiro, vamos entender o que é espalhamento Rayleigh. Ele acontece quando a luz bate em partículas muito pequenas, tipo as moléculas do ar. Esse tipo de espalhamento faz com que a luz seja desviada em várias direções.

Passo 3

Agora, a chave está na relação da seção de choque, σ_R, que é proporcional a . Isso significa que quanto menor o comprimento de onda ( ), maior é a seção de choque, ou seja, mais a luz é espalhada.

Passo 4

Na luz visível, o azul tem um comprimento de onda menor (~0,4 μm) comparado ao vermelho (~0,7 μm). Devido à relação , a luz azul é muito mais espalhada pelas partículas na atmosfera do que a luz vermelha.

Passo 5

Como a luz azul é mais espalhada em todas as direções, ela domina a cor que vemos no céu. É por isso que, quando olhamos para qualquer lugar longe do sol, o céu nos parece azul.

Resposta

O céu é azul porque a luz azul, que tem um comprimento de onda menor, é muito mais espalhada pelas pequenas partículas na atmosfera terrestre através do espalhamento Rayleigh. Essa maior dispersão faz com que vejamos predominantemente a cor azul no céu.

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