Como dizia Mark Twain: «O tempo está sempre a fazer alguma coisa». Trata-se, na realidade, de um fenómeno de interesse e de fascínio universais, além de ser um tema de investigação e de conhecimento. A beleza de uma nuvem invulgar, a simetria de um arco-íris, o poder temível de uma trovoada e a devastação de uma furação – tudo isto sugere um poder incomensurável que supera a influência humana.
Muitas vezes, o céu proporciona imagens com cores fascinantes. Os tons rosa, vermelho, laranja ou amarelo que podemos ver evoluir na esfera celeste, transportam-nos para o início da noite. Por que razão o céu adquire estas tonalidades? O que permite o céu ser azul? Como se forma o arco-íris? Estas questões podem ser respondidas recorrendo a fenómenos óticos.
A luz que chega ao olho diretamente de fontes como o Sol, ou que é refletida a partir de superfícies como esta página, estimula os bastonetes e os cones do olho. Os bastonetes distinguem a luz, ao passo que os cones reagem a comprimento de onda específicos na luz que entra para distinguirem as cores. A luz branca, como a luz do Sol, é policromática, uma vez que contém luz de todas as cores com uma intensidade quase uniforme. Quando esta luz atravessa a atmosfera terrestre, alguns dos raios de luz são redirecionados por moléculas existentes no ar para produzirem fenómenos como os céus azuis e o pôr-do-Sol vermelho. As gotículas de água e os cristais de gelo difundem as cores, dando às nuvens o aspeto branco característico que estas exibem durante o dia.
A combinação entre nuvens dispersas e um pôr-do-Sol dá muitas vezes origem a um panorama de cores espetaculares. O céu azul, nas elevações mais altas, esbate-se até atingir tons de laranja e de vermelho junto ao horizonte. Este é o resultado da luz solar ser difundida por molécula no interior da atmosfera. Os céus de outros planetas, como Marte, exibem cores diferentes dos céus da Terra como resultado das suas características atmosféricas diferentes.
Por que razão o céu é azul?
A luz solar percorre a atmosfera em linhas retas e invisíveis. Esta denominada luz branca é uma mistura de todas as cores do espetro: vermelho, laranja, amarelo, verde, ciano, azul e violeta. Dependendo da hora do dia, a luz solar atravessa a atmosfera percorrendo trajetórias diferentes. Quando estamos próximos do meio-dia, a luz solar policromática atravessa a atmosfera num percurso relativamente curto. As moléculas gasosas da atmosfera difundem a luz solar, começando na extremidade violeta do espetro. Quando o Sol se encontra bem alto no céu, apenas se difundem o violeta, o azul, o ciano e um pouco de verde, produzindo um céu azul.
No pôr-do-Sol o percurso da radiação eletromagnética pode ser 30 vezes mais longo do que o do meio-dia. Com um número significativamente maior de moléculas no percurso seguido nesta altura do dia, mais luz azul, até mesmo amarelo, estão a ser difundidas no céu deixando apenas as luzes vermelhas e cor de laranja chegarem ao observador. Um padrão semelhante ocorre ao nascer do Sol. As cores vermelha e laranja do pôr-do-Sol podem ser intensificadas pela poluição do ar, cinza e fumo dos incêndios a até mesmo por erupções vulcânicas que possam ocorrer a muitos milhares de quilómetros de distância. A forma como as gotículas de água nas nuvens difundem a luz cria a cor branca das nuvens.
Além destes efeitos, a luz do Sol que penetra através das gotículas de nuvens, ou das gotas de chuva que caem, pode produzir efeitos óticos interessantes e muitas vezes belíssimos. Se o observador estiver de costas para o Sol e vir um arco-íris nas gotas de chuva que caem, os raios solares percorreram um trajeto complicado. Quando a luz policromática passa através das gotas, é refratada, e depois dispersada nas suas cores componentes. Parte da luz que penetrou na gota é refletida, permitindo que o observador veja as diferentes cores quando elas formam um arco-íris. Mas, se o observador olhar para o Sol através de uma camada fina de nuvens contendo gotículas de água de tamanho relativamente uniforme, podem ser detetadas uma coroa e uma cor iridescente, isto é, que reflete as cores do arco-íris.
Quando os raios de luz contornam gotículas esféricas minúsculas, criam padrões com faixas de cores alternadas. Uma coroa vê-se melhor quando a Lua é a fonte de luz e não o Sol; não é só desaconselhável olhar diretamente para o Sol, como a intensidade do seu brilho tende a inundar o efeito coroa.
Nestes dias quentes aproveite uns fins de tarde com os amigos e observe estas cores fantásticas.
Por: António Costa
