Colores Del Cielo

COLORES DEL CIELO

I. Introducción

- Naturaleza de la luz

Todos conocemos a estas alturas la dualidad onda-corpuscular de la luz. Para explicar el contenido de este trabajo nos será suficiente con considerar su propiedad ondulatoria.

Podemos, por tanto, definir la luz como “el rango de radiación electromagnética sensible al ojo humano.”

- Descomposición de luz en un prismaYa hemos definido la luz como la propagación de ondas electromagnéticas. Una onda puede estar caracterizada por diversas magnitudes, entre ellas, longitud de onda, frecuencia, amplitud, etc. Pues bien, el espectro de luz visible es un continuo para un intervalo de longitudes de onda concreto; Se puede ver que las longitudes de onda más largas se identifican con el color rojo (740nm), y laslongitudes de onda más cortas con el color violeta (380nm).

En la asignatura de Técnicas Experimentales en Óptica hemos experimentado haciendo pasar luz blanca a través de un prisma. Con ello, hemos estudiado el fenómeno de refracción de la luz para sus distintas longitudes de onda, y ésta se refracta en un mismo medio con distinto índice de refracción para cada una. En la imagen siguiente seobserva la descomposición pertinente:

Vinculación al cielo

- Color azul

Cuando los rayos de luz provenientes del sol entran en contacto con el medio atmosférico, las longitudes de onda cortas (esto es, rayos azules y violeta) tienden a desviarse mucho. Cuando se desvían por primera vez, vuelven a toparse de nuevo con otra zona inmediatamente próxima de la atmósfera, y con ello vuelve adesviarse mucho.
Esto ocurre infinitas veces, y los rayos violetas y azules tienden a zigzaguear por toda la atmósfera hasta llegar a la superficie. Este zigzagueo es lo que se conoce como Fenómeno de dispersión, y es el principal responsable del azul del cielo. Los azules parece que vienen de todas direcciones, y de ahí que veamos la totalidad del cielo como un azul continuo. Ahora bien, si laluz es blanca, y ya le hemos quitado las longitudes de onda azul y violeta, ¿que tonalidades nos quedan? Algo de verde, amarillo y rojo. Si los mezclamos obtenemos el color con el que vemos el Sol: amarillo anaranjado.

Pero, ¿por qué azul y no violeta? Si el violeta tiene una longitud de onda más corta que el azul, deberíamos verlo todo violeta; pero la realidad es que no ocurre esto. Laexplicación la damos con tres razones:

El espectro de luz visible tiene mucho más azul que violeta.
El ojo humano es más sensible a las tonalidades azules que a las violetas.
Precisamente, que el violeta tenga una longitud de onda más corta que el azul es lo que hace que se disperse antes, sí, pero también que se pierda antes en la atmósfera. Por ello, mientras el violeta se dispersa y sepierde, el azul tan sólo se dispersa.

- Color rojizo

Pues a ver, razonemos; antes hemos explicado el color azul del cielo con el fenómeno de dispersión. Ahora hagámoslo igual. En esta ocasión, dado que la posición del Sol empieza a ser cercana al horizonte, los rayos de luz tienen que cruzar un mayor espesor de medio atmosférico. En consecuencia, la dispersión de los rayos azules yvioletas ahora es mucho mayor, porque el recorrido es más largo (mayor espesor), y se pierden en la atmósfera. En cambio, los rayos que antes se desviaban poco, ahora empiezan a dispersarse, y de ahí que comencemos a ver anaranjado el cielo.

Como de la luz blanca del Sol ya hemos perdido, el azul y violeta por la atmósfera, y ahora se han dispersado el amarillo y anaranjado, el Sol lo vemos mucho másRojo. Y otra cosa importante: ¿por qué se ve más grande? La contestación es fácil: a mayor recorrido tras la refracción, mayor amplitud de la imagen virtual.

- Explicación de Lord Rayleigh

La luz es una onda electromagnética y en la atmósfera hay átomos. Cuando ondas electromagnéticas inciden sobre la corteza atómica de los mismos, éstas se agitan y entran en un estado de excitación....