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Mas, mesmo em perfeitas condições climáticas, nem todo céu é azul. A cor do céu de um astro celeste depende de sua atmosfera. Mesmo em nosso planeta, sabemos que modificações locais, por exemplo a poluição em uma cidade, afeta a cor vista no céu.
A atmosfera é composta de moléculas. Quando a luz solar incide sobre estas, a radiação eletromagnética faz oscilar os elétrons que as compõem. Essa oscilação é denominada oscilação de dipolo. Ao oscilarem, os elétrons reemitem a energia recebida da luz solar, em todas as direções. O fenômeno é denominado espalhamento, e literalmente espalha a luz, que então pode iluminar toda a região. Mesmo sem olhar para o Sol, vemos o céu iluminado.

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Como em todo sistema oscilante, nas moléculas também há frequências preferenciais de oscilação. Uma frequência externa incidente que coincida com as preferenciais fará os elétrons oscilarem com grande amplitude, o que denominamos ressonância. No caso da interação entre a luz solar e nossa atmosfera, a maior coincidência de frequências ocorre na região do azul. Então a luz azul é mais eficientemente absorvida e reemitida. Ou seja, ela é mais espalhada, sendo desviada do curso inicial do raio luminoso, e atingindo nossos olhos.

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Outras frequências também são espalhadas, mas com menos eficiência. Ao observarmos o por do Sol, vemos o céu em tons de laranja. Essa é a posição em que o Sol está à maior distância de um observador, durante o dia. Então quando a luz chega até nossos olhos, boa parte do azul já foi espalhado, e conseguimos ver as cores que foram menos espalhadas.

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O físico irlandês John Tyndall foi um dos primeiros cientistas a seguir o conceito de espalhamento, em busca da explicação sobre a cor do céu. Em suas investigações, no fim do século IXX, ele observou a luz transmitida através de tubos e caixas preenchidos com fumaça ou líquido. Percebendo que havia mais azul na extremidade próxima à fonte luminosa, levantou algumas hipóteses. Entre elas, a de que a cor do céu é resultado de como as partículas presentes na atmosfera dispersam a luz solar. Mais tarde, Lord Rayleigh concluiu corretamente que a dispersão era devida às moléculas menores presentes na atmosfera.

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Seguindo sua hipótese inicial, Tyndall deu continuidade à pesquisa, montando um tubo com ar e poeira. Deixou a poeira depositar-se, durante muitos dias, obtendo um “ar opticamente puro”, segundo sua própria denominação. Colocou em contato com esse ar um pedaço de carne, depois um pedaço de peixe e ainda uma amostra de urina, e observou que, mesmo após algum tempo, esses materiais não se degradavam.
O que Tyndall produzira era, na realidade, ar esterilizado. Acidentalmente, ele demonstrara que a decomposição dos materiais é causada por micróbios presentes no ar, uma ideia que causava muita polêmica, na época.

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Devido a esse episódio, o termo “investigação de céu azul” passou a ser usado, como referência à pesquisa levada pela curiosidade, sem interesses práticos imediatos.

https://www.reed.edu/physics/courses/Physics332.s16/pdf/Nanoparticle%20Scattering.pdf
https://www.bbc.com/portuguese/curiosidades-49906709

http://hyperphysics.phy-astr.gsu.edu/hbase/atmos/blusky.html

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Foto: Spice.com / Reprodução

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