“Volareeeeeee! Nel blu dipinto di blu…” così recita una delle più celebri canzoni di Domenico Modugno, che descrive l’incredibile sensazione che proverebbe un uomo a falcare le nuvole immergendosi in quel “grande blu”. Ora la domanda sorge spontanea, ma perché il cielo è blu ? E ancora, perché assume una variazione di tono dall’arancione al rosso al tramonto ? È ovvio che alla base di questo fenomeno, che potremmo definire ottico ed astronomico al contempo, vi sono due importanti “agenti”: la luce solare e la composizione dell’atmosfera terrestre!

In primo luogo però si ricordi che i raggi di luce sono onde elettromagnetiche. Quindi, la luce ha una lunghezza d’onda (o una frequenza se vogliamo) e si muove alla velocità della luce! L’atmosfera, d’altra parte è costituita da particelle (atomi/molecole) “ansiose di incontrare il loro raggio di luce gemello” (chi ha detto che le scienze non possono essere romantiche?!). Il fenomeno che si verifica consiste in una selezione: la luce solare si presenta infatti bianca ai nostri occhi normalmente in quanto osserviamo tutte assieme le varie lunghezze d’onda che si sovrappongono in essa. Infatti la luce del Sole non è altro che un insieme di onde che viaggiano insieme verso la Terra e una volta entrata nell’atmosfera ognuna si comporta in maniera differente a seconda delle particelle che incontra. Come sappiamo nell’atmosfera ci sono particelle di pulviscolo (molecole di vario genere e gocce d’acqua)che sono molto più estese della lunghezza d’onda di tutte le onde della luce solare e quelle che vanno a sbattere contro queste particelle si riflettono ovunque alla stregua delle palle da biliardo appena colpite. Per altre molecole la situazione si stravolge. Queste, infatti, possono essere di minori dimensioni della lunghezza d’onda di luce rossa ma maggiori di quella di luce blu. La conseguenza di ciò? Che la luce rossa non è diffusa al contatto con queste particelle, e prosegue il suo iter, la luce blu al contrario collide con queste molecole e si diffonde, dipingendo il nostro cielo di blu durante il giorno!
Al tramonto invece cosa accade? In breve la luce della nostra stella in quel caso deve attraversare uno strato di atmosfera più spesso rispetto alle altre direzioni. Come risultato si ha una forte diffusione della luce blu in tutte le direzioni mentre la luce rossa arriva direttamente ai nostri occhi (non riflessa da altre particelle). Alla base di questo fenomeno risiede la causa del colore candido delle nuvole che sono composte di particelle più grandi delle lunghezze d’onda della luce visibile. Tutte le onde in questo caso sono diffuse e possiamo osservare la luce bianca proveniente dalle nuvole. Microscopicamente questa “magia” si spiega così: si sappia che nell’atmosfera, composta da molecole varie, gli elettroni non sono liberi ma legati al nucleo degli atomi. L’elettrone, una volta colpito dall’onda elettromagnetica con una frequenza diversa da quella propria del sistema elettrone-nucleo (si ricordi che una particella carica che assorbe energia la emette in seguito), non sarà troppo accelerato e non emetterà luce a quella frequenza. Viceversa, se la frequenza dell’onda si assomiglia a quella del sistema, allora emetterà onde alla medesima frequenza. Nell’atmosfera, in definitiva, gli elettroni diffondono solo particolari lunghezze d’onda, blu nel nostro caso, in quanto hanno frequenza pari a quella della luce blu!

Ora, ogni volta che canterete Modugno, penserete a quanto sia complesso questo spettacolo naturale che noi diamo per scontato, ma che in realtà cela in sé sia una bellezza paesaggistica elettrochimica, e che per ammirarlo, ci basta solo piegare il collo!