Osservando la luna di sera si vede la luce del sole riflessa ma non si vede la luce stessa. Quindi si vedono solo gli effetti della luce, come riflessione e diffusione. Che spiegazione dare allora al noto fenomeno dei raggi fuoriuscenti da nuvole che coprono a malapena il sole? E quale alla loro geometria?

Quello che si vede quando il sole è parzialmente offuscato da una nube è la luce del Sole diffusa dal pulviscolo (aerosol) atmosferico e, in misura in genere minore, dalle molecole dei gas costituenti l’atmosfera. Un esempio si può vedere qui: http://it.wikipedia.org/wiki/File:Nubi_sole_sullo_Stretto_di_Messina.JPG .

E’ di fatto lo stesso effetto che si nota al cinema quando si guarda verso la cabina di proiezione, o in una chiesa quando il sole filtra attraverso una finestra piccola e in alto. E’ anche il fenomeno che ci fa vedere il fascio dei fari dell’auto nella nebbia. Un fascio laser, infatti, non è facilmente visibile se non nel momento in cui giunge accidentalmente nell’occhio (evitare!) o allorché è diffuso da un solido o da una dispersione di aerosol. Ricordo  di aver visto in televisione una dimostrazione di Piero Angela e Paco Lanciano in cui il laser messo in studio si vedeva solo quando si soffiava del fumo sul suo percorso. Si può vedere un altro esempio in questo video: http://www.youtube.com/watch?v=sxC61TwxgIA , anche se la descrizione non è perfetta: non sono infatti gli ioni, ma le disomogeneità più grandi a rendere visibile il fascio (bollicine, granelli rimasti, disomogeneità dell’indice di rifrazione dell’aqua a causa della non perfetta miscelazione).

Le particelle di polvere in atmosfera diffondono la luce in tutte le direzioni, ma principalmente in avanti, e rendono quindi visibili i fasci di luce osservandoli ‘di sbieco’.  Lo stesso effetto di diffusione causa poi un alone attorno al Sole o a alla Luna quando attraversa uno strato denso e uniforme.

Oltre qualche centinaio di chilometri al di sopra della superficie terrestre l’atmosfera è talmente rarefatta che la luce viaggia praticamente indisturbata. Per questo non vediamo raggi giungere sulla Luna. La diffusione dei raggi solari e lunari avviene solo negli strati più bassi di atmosfera. Per questo motivo  vediamo inoltre il cielo azzurro: le foto prese dalla Luna mostrano un cielo nero in quanto, in assenza di atmosfera, non avviene diffusione e i raggi si propagano pressoché indisturbati!