Por que o céu não é violeta?

3 de fevereiro, 2013 às 17:01 | Postado em Atmosfera, Ondas eletromagnéticas, Óptica, Radiação

O céu é azul por causa do Espalhamento ou Dispersão de Rayleigh – quanto mais curta a onda, muito mais ela é espalhada, por isto o azul domina. Mas o violeta tem comprimento de onda mais curto ainda que o azul, por que ele não domina então?

Pergunta originalmente feita em http://br.answers.yahoo.com/question/

Comentário do autor da pergunta após a resposta abaixo:
Boa resposta, professor. Eu ainda iria gostar mais se tivessem alguns links de referência, mas assim já está excelente.

Inicialmente um comentário: é ESPALHAMENTO e não DISPERSÃO. Dispersão é um fenômeno óptico diverso do espalhamento, relacionado ao fato de que a luz pode ter índice de refração dependente da frequência. O espalhamento é a absorção da luz incidente seguida pela sua reemissão. A absorção e a reemissão pode se dar preferencialmente para algumas frequências. O espalhamento de Rayleigh na atmosfera ocorre preferencialmente com as frequências mais altas (violeta, azul …) da luz solar.  Vide Espalhamento de Rayleigh: por que somente os comprimentos de onda menores?

De fato o violeta é mais espalhado do que o azul. A razão de o céu não se apresentar violeta para a nossa visão é principalmente porque o “cone azul”, que responde ao violeta, tem uma resposta pouco intensa quando comparada à resposta que dá para luz azul de mesma intensidade do violeta. Adicionalmente existe menos violeta do que azul no espectro da luz solar.

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Comentários adicionais:

Helmholtz, nos meados do século XIX, confirmou a descoberta ocorrida meio século antes pelo o oftamologista Young – sim, ele foi oftalmologista e por isso tinha particular interesse na visão humana, sendo bem conhecido pelos experimentos de difração e interefência da luz – de que todas as nossas sensações coloridas podem ser produzidas com luz vermelha, verde e azul (sistema RGB – red, green, blue). Em seguimento Helmholtz postula a existência de “três nervos” na retina relacionados às sensações coloridas; posteriormente estudos anatômicos confirmam a existência dos cones.

Pesquisando em um livro didático de Física de 1925 (Curso de Física – W. Watson – Ed. Labor, Barcelona) me surpreendi em encontrar curvas de respostas dos cones obtidas por König em 1883. Seus estudos aconteceram a partir das sensações de pessoas com olhos normais e de olhos dicromatas e monocromatas. Foi soemnte na década de 60 do século XX que tais curvas puderam ser determinadas a partir de medidas diretas nos cones.

Vide também:

Espalhamento de Rayleigh e atmosfera: por que não vemos uma “névoa” de gás atmosférico?

Cor do céu: por que não aparece o verde?

Cores estranhas no céu em Cambridge

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Comentário do Prof. Flavio Horowitz (IF-UFRGS) em mensagem por correio eletrônico.

Oi, Lang

Muito legal sua interação com o público pelo site do CREF.

Sobre sua resposta:

De fato o violeta é mais espalhado do que o azul. A razão de o céu não se apresentar violeta para a nossa visão é principalmente porque o “cone azul”, que responde ao violeta, tem uma resposta pouco intensa quando comparada à resposta que dá para luz azul de mesma intensidade do violeta. Adicionalmente existe menos violeta do que azul no espectro da luz solar.

Acho que está correta, apenas acrescentaria que acabamos vendo uma média do espalhamento a várias frequencias que inclui, além do violeta e azul, em fator de espalhamento decrescente: verde, amarelo, …
(proporcional à quarta potência da frequencia)

Espero ter complementado, e parabéns pela sua divulgação divertida da ciência.

Abr!
Flavio

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