Step 6: il colore Blu ceruleo nella scienza

Quando si è piccoli arriva sempre il momento in cui ci si chiede come mai il cielo sia azzurro. Il motivo sta tutto nelle lunghezze d'onda delle onde elettromagnetiche che compongono la luce del Sole.

Quest’ultima, infatti, o meglio la radiazione solare, rappresenta l'insieme di onde elettromagnetiche che hanno lunghezze differenti e che interagiscono in modi diversi con gli elementi che incontrano per raggiungere la Terra. La lunghezza delle onde è ciò che ci permette di distinguere i diversi colori, quello che in fisica viene chiamato spettro visibile che varia dal violetto al rosso, passando per tutti i colori visibili all'occhio umano, e che va dai 380 nm ai 760 nm, dove la lunghezza minore è detta ultravioletto e quella maggiore infrarosso. Nel dettaglio:

- Violetto 380 – 450 nm

- Blu 450 – 475 nm

- Ciano 476 – 495 nm

- Verde 495 – 570 nm

- Giallo 570 – 590 nm

- Arancione 590 – 620 nm

- Rosso 620 – 750 nm

Ma per arrivare ai nostri occhi le onde devono attraversare l'atmosfera terrestre e nel tentativo di oltrepassarla, la luce emessa dal Sole si scontra con queste componenti e viene assorbita o diffusa. In quest'ultimo caso parliamo di scattering elastico (o scattering di Rayleigh) , quel processo per il quale due particelle collidono modificando la propria traiettoria.

Secondo quanto definito dallo scattering di Rayleigh, che prende il nome dal fisico che lo scoprì (il Premio Nobel John William Strutt Rayleigh) se ciò contro cui si scontrano è più grande delle lunghezze d'onda della luce, queste si diffondono uniformemente in tutte le direzioni, ma se le particelle risultano più piccole delle lunghezze d'onda della luce, come nel caso delle molecole di gas, la situazione varia a seconda della singola lunghezza d'onda. Ciò significa che la quantità di luce diffusa è inversamente proporzionale alla quarta potenza della lunghezza d'onda: più la lunghezza d'onda è minore, maggiore sarà la sua diffusione.

Ed ecco perché il cielo è azzurro: sappiamo che la lunghezza d'onda corrispondente al colore rosso è quella maggiore e per questo attraversa indisturbata le particelle che incontra procedendo sulla propria traiettoria. Mentre quelle relative al blu, che sono più corte, vengono diffuse in tutte le direzioni, quindi ovunque noi guardiamo, il cielo ci appare blu. Praticamente le lunghezze d'onda corrispondenti al blu irradiano l'atmosfera coprendo le stelle. Viene da chiedersi perché non lo vediamo violetto, visto che in realtà la lunghezza d'onda minore corrisponderebbe a questo colore. Il motivo risiede nel nostro occhio che è più sensibile alla lunghezza d'onda corrispondente al blu. In realtà, l'azzurro che vediamo è una media pesata tra il violetto, il blu e il verde.

E gli occhi?

Vi siete mai chiesti perché esistono occhi di colori diversi e alcuni sono blu ceruleo?

Secondo gli studiosi, la percezione del colore dell'iride può variare a seconda di vari fattori come la luce e la tonalità cromatica dell'ambiente circostante.

I colori degli occhi possono variare entro una gamma piuttosto estesa che va dal marrone molto scuro fino alla più tenue tonalità di blu.

In particolare, gli occhi blu o azzurri sono dovuti a una ridotta quantità di melanina e legati alla densità di proteine nello stroma.

Nel gennaio 2008 uno studio danese ha dimostrato che una specifica mutazione nel gene HERC2 che regola l'espressione OCA2 causa gli occhi azzurri. Gli occhi azzurri con macchie o con aureola marrone attorno alla pupilla non sarebbero invece dovuti a questa mutazione.