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Diffusione della luce

La diffusione (in inglese, scattering) è il meccanismo fondamentale su cui si basa la propagazione della luce attraverso la materia. Quando la luce, comunemente considerata un'onda elettromagnetica, colpisce le molecole sospese, ad esempio nell'aria, viene in parte diffusa, cioè deviata dall'originaria traiettoria di propagazione, e in parte trasmessa, proseguendo il cammino lungo la stessa direzione di incidenza.

Il fisico inglese John William Strutt Rayleigh (1842-1919) dimostrò che, se le dimensioni delle particelle sono piccole rispetto alla lunghezza d'onda caratteristica della luce incidente, l'intensità della luce diffusa risulta inversamente proporzionale alla quarta potenza della lunghezza d'onda. Di conseguenza, la luce diffusa sarà composta, in prevalenza, dalle componenti dello spettro elettromagnetico caratterizzate dalle lunghezze d'onda più corte.

Nella luce solare diffusa dalle molecole di aria, la componente blu è circa 10 volte più intensa rispetto a quella rossa. Ecco spiegato il motivo per cui quando noi guardiamo in una direzione lontana dal Sole, il cielo ci appare blu (in una giornata limpida): stiamo osservando la componente diffusa della luce, originariamente bianca, proveniente dal Sole. La luce non diffusa, ricca di rosso, si vede soltando quando il Sole è basso sull'orizzonte, all'alba e al tramonto. In questo caso, infatti, poichè la luce deve attraversare un notevole spessore di aria, viene fortemente impoverita delle componenti più blu, di lunghezza d'onda minore, così che la parte che giunge ai nostri occhi risulta particolarmente ricca dei toni gialli e rossi, caratteristici dei meravigliosi spettacoli di colori a cui assistiamo.