Fenómenos opticos

1.- ¿POR QUÉ EL CIELO ES AZUL?

El cielo siempre ha sido una gran inquietud en todos los seres humanos desde la antigüedad. No importa en qué parte de la Tierra vivamos, tenemos todos un mismo cielo en común. La variabilidad del cielo en la forma de presentación ante nuestros ojos es tan grande que nunca se reproduce exactamente.
El color del cielo se debe a tres factores:
• Composiciónde la luz
• La atmósfera
• Nuestra fisiología.

Color azul del cielo
La teoría del color, desarrollada inicialmente por Newton, explica que la luz blanca está formada por la suma de todos los colores del arco iris. Y que cuando vemos un objeto de un color es porque refleja cierta longitud de onda.
Es decir, refleja ese color mientras absorbe los demás.

En un extremo del espectrovisible se encuentra el rojo, cuya longitud de onda es la más larga y, por ello, su frecuencia la más baja (por eso se les llama infrarrojos a las longitudes de onda más largas) y en el otro extremo el violeta, cuya longitud de onda es la mas corta y, por ello, su frecuencia la más alta (por eso se les llama ultravioleta a las longitudes de onda más cortas).
La luz del sol tiene que atravesar laatmósfera para llegar a nosotros, y aunque el aire puro es incoloro, pues todas las longitudes de onda lo atraviesan, las minúsculas partículas de polvo y de agua en suspensión, más pequeñas que las longitudes de ondas de la luz visible, no tienen tamaño suficiente para repeler la onda y solamente la desvían ligeramente de su camino original. Una y otra vez. Es lo que se conoce comodispersión.

Ocurre que las longitudes de onda del extremo azul del espectro, al ser más cortas, son dispersadas en mayor medida que las del resto de colores, lo que confiere objetivamente un color azul-violeta a nuestro cielo.
Pero resulta que nuestros ojos captan el color a su manera, o mejor dicho, nuestro cerebro interpreta la frecuencia de las ondas según la información recibida a través de losojos y de su particular fisiología.
Nuestros ojos poseen unos conos sensibles a solo tres colores: rojo, verde y azul.

El resto de colores excita varios tipos de conos a la vez, o lo que es lo mismo, podemos obtener el resto de colores a partir de la combinación de esos tres. Y como nuestra vista es más sensible al color azul que al violeta, es éste el color que observamos al contemplar elcielo.
El rayo violeta es el que se ha separado mas de la dirección del rayo blanco y ahí esta precisamente la explicación del color del cielo. La desviación es máxima para los rayos de longitud de onda corta (violeta y azul), y mínima para los de longitud de onda larga (amarillos y rojos), que casi no son desviados.

Explicación científica
La luz es una onda electromagnética y la materia contieneátomos. Si las partículas existentes en la atmósfera, tienen un tamaño igual o inferior al de la longitud de onda de la luz, la onda cede parte de su energía a la corteza atómica, la radiación incidente se debilita al ceder parte de su energía, lo que le sucede a la luz del Sol cuando atraviesa la atmósfera.

Esta energía no se queda almacenada en el aire, pues cualquier átomo acaba radiandotoda su energía en forma de onda electromagnética en cualquier dirección. El proceso completo de cesión y remisión de energía por partículas de tamaño atómico se denomina difusión de RAYLEIGH (en honor del físico inglés Lord Rayleigh que fue el primero en darle explicación) siendo la intensidad de la luz difundida inversamente proporcional a la cuarta potencia de la longitud de onda, la luz violetaes la más difundida y la menos difundida, la roja.

El resultado neto es que parte de la luz que nos llega desde el Sol en línea recta, al alcanzar la atmósfera se difunde en todas direcciones y llena todo el cielo.
La difusión producida por los gases es muy débil, sin embargo, cuando el espesor de gas es muy grande, como sucede en la atmósfera, fácilmente se puede observar la luz difundida....