A dispersão da luz pelas moléculas da atmosfera cria um céu azul.

Uma das questões eternas há muito julgada sem resposta é o que faz com que o céu pareça azul. A ciência moderna e a compreensão das ondas de luz forneceram uma resposta, embora muitas respostas falsas ainda sejam populares. O que faz com que o céu pareça azul é o resultado da dispersão eletromagnética, usando a luz do sol e as partículas da atmosfera da Terra.

Ondas de luz mais longas formam as cores laranja e vermelha, e essa luz se torna visível ao nascer e pôr do sol.

Para entender o que faz com que o céu pareça azul, você deve entender como as ondas de luz funcionam. Uma onda de luz é um campo vibratório de energia que viaja em ondas. A distância de uma onda para a próxima é chamada de comprimento de onda e determina a cor da luz. A luz do sol contém todas as cores diferentes; todos se fundindo para formar uma luz branca que viaja em linha reta até esbarrar em qualquer coisa. Dependendo do objeto com o qual colide, a luz pode ser quebrada em diferentes comprimentos de ondas de luz. As ondas de luz mais curtas correspondem às cores azul e violeta, que também possuem a energia mais contida e a frequência mais alta.

Ao contrário da crença popular, o céu não parece azul porque reflete o azul dos oceanos.

Quando uma onda de luz atinge uma partícula de gás, como aquelas que compõem a atmosfera ao redor da Terra, a partícula pode absorver parte da energia da onda. Qualquer que seja a energia que a partícula absorve, ela irradia ou reflete. Por terem a frequência mais alta, as ondas de luz azul são absorvidas com muito mais frequência do que suas companheiras mais lentas e menos energéticas.

A dispersão de Rayleigh, um processo que leva o nome do cientista inglês que o descobriu, descreve o que faz com que o céu pareça azul. Por causa das texturas microscópicas nas superfícies das partículas da atmosfera, a luz azul absorvida não apenas irradia ou reflete em uma direção, ela dispara em todas as direções. Ao olhar para o céu, você vê a luz dispersa refletindo por toda a atmosfera.

A dispersão de Rayleigh também descreve por que o céu parece clarear em direção ao horizonte. Como você está olhando para o céu muito mais distante, as ondas de luz estão passando por mais ar para chegar até você. Quanto mais longe você olha, menos concentrada se torna a dispersão, causando tons de azul mais claros perto da borda do horizonte.

Se você está se perguntando por que, ao nascer ou pôr do sol, o céu fica vermelho e laranja, este também é um processo de dispersão. Quando o sol está perto do horizonte, ele deve passar por muito mais atmosfera. Ao fazer isso, as ondas de luz mais longas que passam por camadas mais finas da atmosfera são as únicas ondas que não são completamente difundidas pelo espalhamento. As ondas de luz mais longas formam as cores laranja e vermelha, de modo que é a luz que se torna visível ao nascer e pôr do sol.

Explicações falsas populares sugerem que o céu é azul porque a luz reflete nos oceanos azuis. Na verdade, funciona ao contrário. O que faz com que o oceano pareça azul é a mesma coisa que faz com que o céu pareça azul. O oceano está refletindo a cor do céu, portanto, se o céu for espalhado por luz azul, as partículas no oceano receberão e espalharão principalmente luz azul.