{"id":1173,"date":"2026-02-01T20:01:09","date_gmt":"2026-02-01T19:01:09","guid":{"rendered":"https:\/\/andreabrussi.it\/la-diffusione-di-rayleigh-e-il-cielo-blu\/"},"modified":"2026-02-20T18:15:00","modified_gmt":"2026-02-20T17:15:00","slug":"la-diffusione-di-rayleigh-e-il-cielo-blu","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/andreabrussi.it\/it\/la-diffusione-di-rayleigh-e-il-cielo-blu\/","title":{"rendered":"La diffusione di Rayleigh e il cielo blu"},"content":{"rendered":"

Perch\u00e9 il cielo diurno \u00e8 blu?
\nDobbiamo esaminare un tipo di diffusione (scattering) che colpisce i fotoni della radiazione solare quando interagiscono con le molecole che compongono l’atmosfera, ovvero azoto e ossigeno (il 99% dei componenti).
\nSi tratta della diffusione di Rayleigh<\/em> (dal nome del premio Nobel John William Strutt Rayleigh, 1842-1919), che colpisce particelle pi\u00f9 piccole della lunghezza d’onda della radiazione incidente. Si tratta di una diffusione elastica, quindi la lunghezza d’onda della radiazione stessa non cambia.
\nStiamo parlando di fotoni, ma la formula \u00e8 stata sviluppata sulla base della teoria elettromagnetica classica, non della teoria quantistica (che \u00e8 stata creata dopo la morte di Rayleigh).<\/p>\n

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Figura 1 – Dipendenza angolare dello Scattering di Rayleigh<\/em><\/span>
\n(copyright MLisandra, CC BY-SA 4.0,<\/a> tramite Wikimedia Commons, qui senza la formula come nell’originale)<\/p>\n

\"\"<\/a><\/p>\n

\n

Per la spiegazione che stiamo cercando, la formula di scattering di Rayleigh pu\u00f2 essere semplificata come segue (vedi anche Figura 1):
\n[1] I ~ I\u2080 (1+cos\u00b2\u03b3) \/ \u03bb\u2074
\ndove I \u00e8 l’intensit\u00e0 della radiazione diffusa, I\u2080 \u00e8 l’intensit\u00e0 della radiazione incidente con lunghezza d’onda \u03bb, \u03b3 \u00e8 l’angolo di diffusione della radiazione incidente.<\/p>\n

Possiamo vedere immediatamente che l’angolo in cui l’intensit\u00e0 [1] \u00e8 minima \u00e8 l’angolo retto ( \u03c0\/2<\/em> ), dove il coseno \u00e8 zero (vedi Figura 2), il che significa che il cielo \u00e8 pi\u00f9 scuro (il blu \u00e8 pi\u00f9 intenso) a un angolo di 90\u00b0 rispetto alla direzione del Sole.
\nInoltre, la dipendenza dall’inverso della quarta potenza di \u03bb<\/em> suggerisce che gli effetti per diverse lunghezze d’onda siano significativamente diversi. Infatti, la luce blu viene diffusa molto di pi\u00f9 della luce rossa, che ha una lunghezza d’onda maggiore (vedere Figura 3), rendendo il cielo blu. Anche le lunghezze d’onda pi\u00f9 corte, come quelle del violetto, sono meno intense all’origine e non contribuiscono in modo significativo.
\nAll’alba e al tramonto, la luce blu viene ampiamente diffusa dallo strato pi\u00f9 ampio di atmosfera che attraversa, insieme alla luce gialla e verde, quindi prevale la luce rossa\/arancione.<\/p>\n

Nel caso di particelle pi\u00f9 piccole, vengono considerati la sezione trasversale e l’indice di rifrazione della particella, ma anche se le molecole di gas atmosferico vengono trattate come sorgenti puntiformi, in questo caso gli effetti dipendono dalla loro polarizzabilit\u00e0 dovuta alla radiazione incidente. Chi scatta fotografie utilizzando un filtro polarizzatore conosce bene questo fenomeno: regolando infatti l’effetto del filtro e quindi la polarizzazione, il cielo pu\u00f2 addirittura diventare completamente nero a 90\u00b0 rispetto al Sole, il che pu\u00f2 essere creativo ma poco realistico!<\/p>\n

\n

Figura 2 – Comportamento della funzione coseno<\/p>\n

\"funzione<\/a><\/p>\n

Figura 3 – banda della radiazione visibile<\/p>\n

\"banda<\/a><\/p>\n

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Vedi anche il mio post Mie scattering and white clouds<\/a><\/strong>.<\/p>\n

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