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Ecco le immagini precedenti con la correzione dell'eccesso cromatico. Come potremmo ben constatare abbiamo una cospicua presenza di nuvole grigie e non arancioni. Senza dubbio non mancheranno opacit� atmosferica e polveri sottili in sospensione; tuttavia, esiste ancora il rischio di cadere in confusione. Le nostre elaborazioni sono frutto di un tentativo di rimettere in equilibrio gli eccessi cromatici, quindi il risultato - dato dagli originali NASA - sulle Figure 1 e 2 porter� a due differenti conclusioni: 1) Figura 1. La leggera velatura rosa ci suggerisce che a bassa quota c'� una considerevole opacit� da particolato. E questo � un fatto accettabile e corretto. 2) Figura 2. Praticamente totale assenza di polvere a bassa quota e cielo ricco di particelle di acqua in sospensione. Questo � un fatto accettabile, ma non completamente corretto. Pertanto riteniamo pi� coerente la versione di Figura 1. Che dire di quella sezione a DX che nel fotogramma originale appariva nettamente demarcata? La distorsione (image artifact) causata dalla piegatura ha comunque mostrato una piccola porzione di cielo non visibile nella versione "piatta" per cui, avvicinandosi alla posizione del sole, le nuvole � come se si diradassero, facendo trasparire quello che sta dietro: un cielo blu. Sar� un errore di elaborazione? Forse s�, forse no... Per corretta informazione presentiamo la traduzione in italiano dell'altro link citato nel commento NASA. Anche qui troviamo informazioni molto utili. Le nostre eventuali considerazioni critiche ed i commenti li rimandiamo alla pagina successiva. Documento originale di Philip Gibbs, Maggio 1997. Perch� � il cielo blu? - Un cielo privo di nubi di giorno � blu perch� le molecole d'aria disperdono la luce solare blu maggiormente della luce rossa. Quando osserviamo verso il sole durante il tramonto, vediamo i colori rosso ed arancione perch� la luce blu � stata dispersa via dalla linea di vista. D'altro canto la luce bianca del sole � la somma di tutti i colori dell'arcobaleno. Ci� � stato dimostrato da Isaac Newton, che utilizz� un prisma per separare i colori differenti cos� da ottenere uno spettro. I colori della luce sono caratterizzati dalle loro differenti lunghezze d'onda. La parte visibile procede dalla luce rossa, con una lunghezza d'onda di circa 720 nm, alla viola con una lunghezza d'onda di circa 380 nm, con l'arancio, il colore giallo, il verde, l'azzurro e l'indaco in mezzo. I tre differenti tipi di recettori cromatici della retina (parlando dell'occhio umano) rispondono in modo incisivo alle lunghezze d'onda rosse, verdi e blu, producendo la nostra percezione del colore. L'effetto di Tyndall - I primi passi verso la corretta comprensione del colore del cielo furono compiuti da John Tyndall nel 1859. Egli si rese conto che quando la luce attraversava un limpido fluido dotato di piccole particelle libere in sospensione, le lunghezze d'onda blu (pi� corte) venivano disperse pi� fortemente rispetto quelle del rosso. Ci� pu� essere dimostrato dirigendo un fascio di luce bianca attraverso un contenitore d'acqua mescolato con un po' di latte o sapone. Dal lato iniziale, il fascio luminoso pu� essere visto con l'effetto di dispersione dalla luce blu, ma la luce vista direttamente dall'estremit� finale sar� arrossata, dopo che abbia attraversato il recipiente. La dispersione della luce pu� anche essere indotta attraverso la polarizzazione, utilizzando appunto un filtro polarizzante, esattamente come quando si osserva il cielo dietro i vetri solari polaroid: apparir� di un azzurro pi� profondo Quanto fino ad ora descritto viene denominato come "effetto di Tyndall", ma � conosciuto pi� comunemente dai fisici come Rayleigh Scattering, dopo che Lord Rayleigh comp� uno studio pi� dettagliato alcuni anni seguenti. Egli stabil� che la quantit� di luce dispersa � inversamente proporzionale alla quarta potenza della lunghezza d'onda per le particelle sufficientemente piccole. Ne consegue che la luce blu � pi� dispersa di quella rossa per un fattore di (~ 700/400) ^ 4 = 10.
Polvere o molecole? - Tyndall e Rayleigh ritenevano che il colore blu del cielo dovesse essere dovuto alle piccole particelle di polvere e alle goccioline di vapore acqueo sospese nell'atmosfera. Questo preconcetto � ancora oggi erroneamente diffuso tra la gente. Ma gli scienziati successivamente si accorsero che se questo fosse stato vero, ci sarebbero pi� variazioni cromatiche del cielo con gli stati di opacit� o di umidit� che realmente vengono osservati. Cos� capirono correttamente che le molecole di ossigeno e di azoto nell'aria erano sufficienti per generare la dispersione. Il caso infine � stato anche trattato da Einstein nel 1911, il quale descrisse in una formula dettagliata un mezzo per quantificare la dispersione della luce dalle molecole; e questo fu poi confermato con gli esperimenti. Si poteva persino usare il calcolo come ulteriore verifica del valore di Avogadro in paragone all'osservazione. Le molecole possono effettivamente disperdere la luce perch� il campo elettromagnetico delle onde luminose induce un momento di dipolo elettrico nelle molecole stesse. Perch� non viola? - Se le lunghezze d'onda pi� corte sono maggiormente disperse, allora c'� un puzzle quanto al perch� il cielo non appaia piuttosto viola, che in effetti � il colore con la lunghezza d'onda visibile pi� corta. Lo spettro di emissione della luce solare non � costante a tutte le lunghezze d'onda ed � ulteriormente assorbita dall'alta atmosfera, cos� la luce violetta � gi� minore a partire da quelle altitudini. I nostri occhi sono inoltre meno sensibili alla luce viola e questo � parte del nostro sistema visivo. Tuttavia un arcobaleno mostra che rimane una quantit� significativa di luce visibile sia nell'indaco che nel viola oltre l'azzurro. Dobbiamo allora comprendere meglio come funziona il nostro apparato visivo. Noi esseri umani abbiamo tre tipi di recettori del colore, o coni, nella nostra retina. Sono denominati rossi, blu e verdi perch� rispondono pi� fortemente alla luce di quelle lunghezze d'onda. Mentre sono stimolati nelle proporzioni differenti, il nostro sistema visivo costruisce i colori che vediamo. I coni rossi rispondono fortemente alla piccola quantit� di luce rossa dispersa, ma anche un po' alle lunghezze d'onda arancione e gialla. I coni verdi rispondono maggiormente al colore giallo, meno alle lunghezze d'onda verdi e, in piccola quantit�, a quelle verde blu. I coni blu sono stimolati dai colori vicino alle lunghezze d'onda blu, le quali sono disperse in modo maggiore. Se non ci fossero indaco e viola nello spettro, il cielo apparirebbe blu con una tinta verde leggera. Tuttavia, l'indaco ed il viola pi� fortemente disperse stimolano ugualmente un po' i coni rossi cos� come l'azzurro, al che si otterr� una mistura di colori apparentemente blu con una tinta rossa aggiunta. L'effetto netto � che i coni rossi e verdi sono stimolati in modo simile dalla luce del cielo, mentre l'azzurro � stimolato pi� fortemente. Questa combinazione rappresenta il colore azzurro pallido del cielo. Non pu� essere una coincidenza che la nostra visione � tarata per vedere il cielo come tonalit� pura. Ci siamo evoluti per adattarci dentro il nostro ambiente; cos� la capacit� di separare i colori naturali � probabilmente il pi� chiaro vantaggio di sopravvivenza.
I tramonti - quando l'aria � limpida il tramonto apparir� giallo, perch� la luce del sole � passata attraverso uno spesso strato di atmosfera e una parte della luce blu � stata dispersa via. Se l'aria fosse inquinata da piccole particelle, sia di origine naturale o no, il tramonto sar� pi� rosso. I tramonti sopra il mare possono anche essere di tinta arancio, dovuto le particelle di sale nell'aria, che sono efficaci dispersori entro i parametri dell'effetto di Tyndall. Il cielo intorno al sole � visto arrossato, cos� come la luce che viene direttamente dal sole. Ci� � perch� tutta la luce � dispersa uniformemente con i piccoli angoli. Ma la luce blu � allora pi� dispersa oltre distanze due volte o pi� grandi, lasciando i colori rosso, arancione e giallo. Luna blu e opacit� blu - Le nubi e l'opacit� della polvere sembrano bianche perch� consistono di particelle pi� grandi delle lunghezze d'onda della luce, le quali disperdono ugualmente tutte le lunghezze d'onda (Mie Scattering). Ma a volte ci potrebbero essere altre particelle nell'aria che sono molto pi� piccole. Alcune regioni montagnose sono famose per la loro opacit� blu. Gli aerosol dei terpeni dalla vegetazione reagiscono con l'ozono nell'atmosfera formando piccole particelle di circa 200 nm e queste particelle disperdono la luce blu. Un incendio di foreste o un'eruzione vulcanica pu� riempire occasionalmente l'atmosfera di particelle fini di 500-800 nm, sufficienti per disperdere la luce rossa. Ci� genera l'opposto dell'effetto di Tyndall e pu� indurre la luna ad avere una tinta blu poich� la luce rossa � stata dispersa via. Questo � un fenomeno molto raro, cos� raro che si dice che accade "una volta in una luna blu". Perch� � il cielo di Marte rosso? - Le immagini trasmesse a Terra dai landers di Viking in 1977 e da Pathfinder in 1997 hanno mostrato un cielo rosso visto dalla superficie di Marte. Ci� era dovuto alle particelle ricche di ferro sollevate dalle tempeste di polvere che accadono di tanto in tanto su Marte. Il colore del cielo marziano cambier� secondo le condizioni atmosferiche. Dovrebbe essere blu quando non ci sono state tempeste recenti, ma sar� comunque pi� scuro del cielo diurno terrestre a causa dell'atmosfera pi� rarefatta di Marte.
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