Exercícios resolvidos sobre processos radiativos na atmosfera
01) Por que o céu e azul?
O Sol emite luz branca que é composta de todas as cores visíveis em um arco-íris. Esta luz ao atravessar a atmosfera terrestre colide com moléculas que dispersam em todas as direções as ondas luminosas nas frequências altas, tais como o azul e o violeta.
De modo geral podemos dizer que o céu é azul porque a dispersão ocorre com muito mais intensidade para as ondas luminosas de frequências altas, como o azul e o violeta. Desta forma, quase toda a luz de cor azul é espalhada ao redor do céu em todas as direções.
A predominância da cor azul em relação a violeta se explica porque a energia da radiação solar contida no azul é muito maior que a contida no violeta. Além disso, o olho humano é mais sensível à luz azul que à luz violeta.
A cor do céu 2
A medida em que vamos subindo na atmosfera vão diminuindo os agentes causadores do espalhamento. Nestes casos, o céu longe do disco solar vai gradualmente escurecendo até tornar-se totalmente escuro. Por sua vez o Sol aparece cada vez mais branco e brilhante.
A cor do céu 3
Nas regiões onde o Sol nasce ou se põe a radiação solar percorre um caminho mais longo através das moléculas de ar, portanto mais luz azul é espalhada. Quando chega ao observador, resta apenas a radiação do extremo vermelho do espectro visível.
Este fenômeno se acentua em dias nos quais pequenas partículas de poeira ou fumaça estão presentes.
02) Por que as nuvens são brancas?
As nuvens são brancas pois a radiação incidente é espalhada igualmente em todos os comprimentos por partículas de um determinado tamanho. E a mistura de todos os comprimentos de onda do espectro visível resulta na cor branca.
Partículas que compõem as nuvens (pequenos cristais de gelo ou gotículas de água) e a maior parte dos aerossóis atmosféricos espalham a luz do Sol desta maneira.
Por isso, as nuvens parecem brancas. E quando a atmosfera contém grande concentração de aerossóis o céu inteiro aparece esbranquiçado.
03) Ondas de rádio podem viajar mais depressa que a luz?
Tanto a luz visível quanto as ondas de rádio são ondas eletromagnéticas. No vácuo, qualquer onda eletromagnética viaja sempre com a mesma velocidade, 300.000 km/s, aproximadamente. No entanto, a velocidade de uma onda magnética pode ser menor que essa se a onda estiver se propagando em um meio material.
04) Por que a cor do céu é azul?
O que acontece é que as moléculas da atmosfera refletem e difundem os raios solares. Existem alguns motivos para que ele seja azul. Primeiro, a luz azul tem um comprimento de onda pequeno e uma freqüência muito próxima da freqüência de ressonância dos átomos que compõem a atmosfera (ele movimenta mais os elétrons nos átomos do que cores com maiores comprimentos de onda). Por causa disso o azul é mais difundido (espalhado) do que as outras cores.
05) Por que o céu não é violeta, então, já que ele tem comprimento de onda menor que o azul?
Porque o Sol emite poucas ondas de espectro ultravioleta. As outras frequências de onda acabam não sendo difundidas. Elas têm que se combinar direitinho com a freqüência dos átomos da atmosfera, e aqui não tem muito pouco par perfeito para eles. No pôr do sol e no amanhecer o céu fica mais avermelhado porque o Sol aparece no horizonte e a camada da atmosfera é mais espessa. Então, o azul é todo espalhado antes de chegar aos nossos olhos, e acabamos vendo os maiores comprimentos de onda como o vermelho (que é contínua e não se dispersa).
