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Espalhamento de Rayleigh: por que somente os comprimentos de onda menores?

Por que o oxigênio e o nitrogênio espalham os comprimentos de onda menores (azul e violeta), mas não os comprimentos do vermelho na atmosfera terrestre?

Respondido por: Prof. Fernando Lang da Silveira - www.if.ufrgs.br/~lang/

Encontras no artigo Cores da lua cheia  o que segue

“A atmosfera terrestre, fortemente iluminada pela luz branca do Sol, espalha preferencialmente luz com freqüências próximas à da cor azul, em todas as direções. Este tipo de espalhamento é denominado de espalhamento de Rayleigh, e acontece quando as partículas que interagem com a luz têm um tamanho muito menor do que o comprimento de onda da luz, que é o caso das moléculas de oxigênio (O2) e nitrogênio (N2) da atmosfera terrestre. No espalhamento de  Rayleigh, a intensidade da luz espalhada é inversamente proporcional à quarta potência do comprimento de onda. Usando o exemplo de Lynch e Livingston (1993), isso significa que a luz azul, com comprimento de onda de 450 nm, é espalhada com intensidade cerca de 3 vezes maior do que a luz vermelha, de comprimento de onda de 600 nm. Portanto a luz espalhada pelas moléculas do ar é muito mais azulada do que a luz que sobre elas incidiu. Desta forma, de qualquer ponto do céu iluminado com a luz solar, chegará luz azulada aos nossos olhos e veremos o céu azul.”

Ou seja, o espalhamento de Rayleigh acontece em todo o espectro visível mas com mais intensidade para os comprimentos de menores, próximos do violeta conforme o gráfico da figura 1 representa.

O artigo do Rayleigh  (1871) está disponível em zenodo.org.

“Docendo discimus.” (Sêneca)


5 comentários em “Espalhamento de Rayleigh: por que somente os comprimentos de onda menores?

  1. Archidy Trigueiro disse:

    Em uma prova que fiz de seleção de mestrado, havia picos variados de comprimentos de onda. A questão dizia que a luz passava por uma lâmpada de mercúrio, com isso se tinha a análise do respectivo gráfico. Minha pergunta é: os maiores picos de comprimento de onda representavam uma frequência menor da luz absorvida pela lâmpada?

  2. Gabriel Gomes disse:

    O que ocorre exatamente quando a luz interage com o átomo de oxigênio ou de nitrogênio para produzir esse espalhamento. Inicialmente pensei que seria algo semelhante à refração, mas não encontrei nada que explicasse isso em detalhes quando pesquisei.

    • Fernando Lang disse:

      O modelo assumido por Rayleigh é que as moléculas são pequenos dipolos que, quando excitadas por uma onda eletromagnética, passam a oscilar na mesma frequência da onda incidente, irradiando a energia absorvida. O restante encontras no artigo original indicado na postagem.

  3. Newton Juliato disse:

    Parabéns pela forma clara e concisa nas explicações de fenômenos complexos da Física.

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