Porque o céu é azul.

Objetivo

Demonstrar que a luz é espalhada por partículas muito pequenas em suspensão. Mostrar que a componente azul se espalha mais que as outras componentes. Relacionar com a cor do céu durante o dia e no fim da tarde.

Descrição

Use um projetor de slides e uma caixa de plástico transparente ou um aquário (sem peixes, por favor). Faça o feixe de luz do projetor passar pela água do aquário e se projetar sobre uma cartolina servindo de tela. Para obter um feixe estreito use um slide opaco com um pequeno furo circular. Encha o aquário com água e observe o feixe de luz branca atravessar o líquido e se projetar na tela.
Adicione um pouco de leite em pó à água e mexa bem. Espere a água parar e observe de novo o feixe. Você verá que a luz que se projeta na tela está um pouco avermelhada. Olhando o feixe pela lateral do aquário você verá que ele está azulado.

Análise

A luz branca, como a luz do sol ou a luz da lâmpada do projetor, é constituida de uma mistura de todas as cores visíveis: vermelho, laranja, amarelo, verde, azul e violeta. A luz é uma onda e cada cor corresponde a um comprimento de onda diferente. A componente vermelha tem o maior comprimento de onda e a violeta o menor. Quando a luz do sol atravessa a atmosfera, é espalhada pelas partículas do ar. O espalhamento depende do comprimento de onda e do tamanho das moléculas. Acontece que há uma espécie de casamento de interesses entre a componente azul e o tamanho das moléculas de ar de modo a fazer com que o espalhamento para essa componente seja mais intenso que para as demais. Esse casamento é o que os físicos chamam de ressonância. (Leia sobre a ressonância em nossa seção Tintim por Tintim.) Por causa da ressonância a eficiência com que o azul é espalhado é cerca de 10 vezes maior que a eficiência para o espalhamento da componente vermelha. Isso também acontece com a luz espalhada pelas moléculas de leite na água. A componente vermelha, que é pouco espalhada, prossegue no feixe e se projeta na tela. A componente azul é espalhada para os lados e pode ser vista pela lateral do aquário.
Quando o sol está nascendo ou se pondo sua luz atravessa uma faixa mais longa da atmosfera que no resto do dia. A componente azul espalhada vai para as regiões da Terra onde é pleno dia restando para os outros as componentes de outras cores, principalmente o amarelo, laranja e vermelho. Esse efeito é ainda mais acentuado quando a atmosfera tem outras partículas em suspensão (poluição, por exemplo).

Material

Projetor de slides.
Caixa de plástico transparente ou aquário longo.
Cartolina branca montada como uma tela.

Dicas

Faça essa experiência em um local meio escuro para facilitar a percepção do efeito. Não exagere na quantidade de leite em pó senão a água ficará opaca. Leia nossa seção TINTIM por TINTIM) sobre o fenômeno de ressonância. Faça um cartaz indicando os valores dos comprimentos de onda das cores componentes e dos tamanhos das partículas da atmosfera.