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Onde elettromagnetiche
Per capire come la luce viaggia dal sole verso la Terra, devi capire cos'è la luce. La luce è un'onda elettromagnetica, un'onda di energia elettrica e magnetica che oscilla molto rapidamente. Esistono molte onde elettromagnetiche diverse e il tipo è determinato dalla velocità di oscillazione. Ad esempio, le onde radio oscillano più lentamente della luce, mentre i raggi X oscillano molto più rapidamente. Queste onde elettromagnetiche viaggiano in piccoli pacchetti chiamati fotoni. Poiché la luce viaggia sia in onde che in pacchetti di fotoni, si comporta sia come un'onda che come una particella.
In viaggio attraverso lo spazio
La maggior parte delle onde richiede un mezzo per viaggiare. Ad esempio, se si fa cadere una roccia in uno stagno, si formano onde nell'acqua. Niente acqua, niente onde. Poiché la luce è costituita da fotoni, tuttavia, può viaggiare attraverso lo spazio come un flusso di minuscole particelle. I fotoni in realtà viaggiano più rapidamente attraverso lo spazio e perdono meno energia lungo la strada, perché non ci sono molecole nel modo di rallentarli.
L'atmosfera
Quando la luce viaggia attraverso lo spazio dal sole, tutte le frequenze della luce viaggiano in linea retta. Quando la luce colpisce l'atmosfera, tuttavia, i fotoni iniziano a scontrarsi con molecole di gas. I fotoni rossi, arancioni e gialli hanno lunghezze d'onda lunghe e possono viaggiare attraverso le molecole di gas. I fotoni verdi, blu e viola, tuttavia, hanno lunghezze d'onda più brevi, il che consente alle molecole di assorbirle facilmente. Le molecole si trattengono sul fotone solo per un istante, quindi le sparano di nuovo in una direzione casuale. Ecco perché il cielo sembra blu. Molti di questi fotoni sparsi volano verso la Terra, facendo apparire il cielo luminoso. Questo è anche il motivo per cui i tramonti sembrano rossi. Al tramonto, i fotoni devono viaggiare attraverso uno strato più ampio di atmosfera prima di raggiungere i tuoi occhi. Viene assorbito un numero maggiore di fotoni a frequenza più elevata, lasciando strati di rosso, arancione e giallo.