CURIOSIDADES SOBRE LA LUZ
¿Por qué el cielo es azul?
El secreto del color azul el cielo está relacionado relacionado con la composición composición de la luz solar (integrada (integrada por los distintos colores del arco iris) y con la humedad de la atmósfera. El Sol es quien se encarga de procurar al aire su humedad. Con su calor, hace que parte del agua de la superficie terrestre se evapor evapore. e. En corrie corriente nte invisi invisile le pero pero incesan incesante, te, la humeda humedad d se dirige dirige hacia el cielo cielo desde desde los oc!anos, mares, lagos y r"os# desde el suelo, las planteas y los cuerpos de los animales y del homre. $ara e%plicar el color azul del cielo, imaginemos que de&amos pasar un rayo de sol por un prisma de vidrio. 'a luz se are en un aanico de colores (se dispersa) por refracción y como resultado de esta dispersión vemos una gama de colores# violeta, azul, verde, amarillo y ro&o. El rayo violeta es el que más se ha separado de la dirección del rayo lanco y ah" está precisamente la e%plicación del color del cielo. 'a desviación es má%ima para los rayos de longitud de onda corta (violeta y azul), y m"nima para la longitud de onda larga (amarillos y ro&os), que casi no son desviados. 'os rayos violeta y azules, una vez desviados, chocan con otras part"culas de aire y nuevamente var"an su trayectoria, y as" sucesivamente# realizan pues, un zigzag en el seno del aire antes de alcanzar el suelo terrestre.. terrestre.. Cuando, Cuando, al fin, llegan a nuestros nuestros o&os, no parecen venir directamente directamente del Sol, sino que nos llegan de todas las regiones del cielo, como en forma de una fina lluvia. e ah" que el cielo nos parezca azul, mientras el Sol aparece de color amarillo, pues los rayos amarillos y ro&os son poco desviados y van casi directamente en l"nea recta desde el Sol hasta nuestros o&os. Si profu rofund ndiz izam amo os un poco oco más, ás, la e%pl e%plic icac ació ión n es más com comple&a le&a.. 'a luz luz es una onda onda electromagn!tica y las piezas fundamentales de la materia en su estado más frecuente en la ierra son los átomos. Si las part"culas e%istentes en la atmósfera, tienen un tama*o igual o inferior al de la longitud de onda de la luz incidente, la onda cede parte de su energ"a a la corteza atómica que comienza a oscilar, de manera que un primer efecto de la interacción de la luz con las part"culas peque*as del aire es que la radiación incidente se deilita al ceder parte de su energ"a, lo que le
sucede a la luz del Sol cuando atraviesa la atmósfera. Evidentemente esta energ"a no se queda almacenada en el aire, pues cualquier átomo o particular peque*a cuya corteza se agita, acaa radiando toda su energ"a en forma de o.e.m. al entorno en cualquier dirección. El proceso completo de cesión y remisión de energ"a por part"culas de tama*o atómico se denomina difusión de +-'E/0 siendo la intensidad de la luz difundida inversamente proporcional a la cuarta potencia de la longitud de onda. 'a difusión será mayor por tanto, para las ondas más cortas. Como consecuencia de ello, llegamos a la misma conclusión, la luz violeta es la más difundida y la menos, la ro&a. E resultado neto es que parte de la luz que nos llega desde el Sol en l"nea recta, al alcanzar la atmósfera se difunde en todas direcciones y llena todo el cielo. El color del cielo, deer"a ser violeta por ser !sta la longitud de onda más corta, pero no lo es, por dos razones fundamentalmente1 porque la luz solar contiene más luz azul que violeta y porque el o&o humano (que en definitiva es el que capta las imágenes aunque el cerero las interprete), es más sensile a la luz azul que a la violeta. El color azul del cielo se debe por a!o a la "a#or di$usi%! de las o!das coras& El color del sol
es amarillo2 ro&izo y no lanco, porque si a la luz lanca procedente del Sol, que es suma de todos los colores, se le quita el color azul, se otiene una luz de color amarillo 3 ro&o. 'a difusión producida por los gases es muy d!il, sin emargo, cuando el espesor de gas es muy grande, como sucede en la atmósfera, fácilmente se puede oservar la luz difundida. El hecho de que la difusión sea mayor para las ondas más cortas, es la ase de la utilización de los $aros a!i!iebla
Cuanto mayor sea el n4mero de part"culas que enturian al aire, tanto peores serán las condiciones de visiilidad a trav!s de dicho aire Si la niela es 5seca6, deido a la presencia de humo, polvo o gotitas muy peque*as, la luz amarilla, que parte de los faros antiniela, apenas pierde intensidad a causa de la interposición de esta niela, de manera que resulta visile a trav!s de ella. Si la niela es 5h4meda6, los me&ores faros contra ella fracasan casi del todo, ya que la niela h4meda esta formada por gotas grandes que dispersan, casi por igual, todos los colores de la luz lanca. El mismo Sol, visto a trav!s de esta niela de gotas
grandes, aparecen desdiu&ado y de color lanco lechoso, mientras que oservado cuando la niela se dee a polvo fino tiene el aspecto de disco ro&o, como ocurre a menudo al ponerse el astro. Si la luz interact4a con una part"cula grande, no funciona el mecanismo de +ayleigh, ocurre un proceso mucho más sencillo1 la part"cula simplemente asore parte de la luz y la otra parte la refle&a. Cada part"cula se comporta como un espe&o peque*ito que refle&ará más o menos luz seg4n su composición qu"mica y que alterará el color de la luz refle&ada si la part"cula está formada por sustancias coloreadas Si la luz se encuentra con una distriución de part"culas grandes, parte de la luz se esparce, y además puede camiar de color. Este proceso se conoce con el nomre de difusión de 7ie, y el e&emplo más sencillo lo tenemos en las nues, donde las gotas de agua incoloras, esparcen la luz en todas las direcciones pero sin alterar su color. Cuando la difusión de 7ie act4a de forma masiva, si las part"culas difusoras no son coloreadas, el resultado es la atenuación de la luz lanca hacia grises cada vez más oscuros. Esta es la causa de que en los d"as muy nulados, cuando las nues son muy gruesas, el cielo aparezca mas o menos gris, y a veces casi negro. Las salidas # puesas de sol
l atardecer, el camino que la luz solar recorre dentro de la atmósfera es más largo, los reotes sucesivos en unas part"culas y otras hacen crecer la proailidad de que la luz acae chocando con una part"cula asorente y desaparezca, de manera que incluso la parte amarilla es afectada y difundida y solo los rayos ro&os, los más direccionales, siguen un camino rectil"neo. e ah" el color ro&o del sol poniente. 'os colores que nos ofrece el cielo en estos casos, se originan tami!n gracias a la intervención de las mol!culas e%istentes en el aire y de las part"culas que !ste tiene en suspensión 5 el aerosol atmosf!rico6, que dispersan y desdolan la luz de m4ltiples modos. -a antes de que el Sol se hunda en el horizonte, vemos cómo el colorido del cielo se vuelve más intenso, mas saturado. 7ientras la luz que aparece en n los alrededores del disco solar vira hacia el
amarillo ro&izo y en el horizonte resulta verde amarillenta, el azul del cielo se vuelve más intenso en el cenit. Cuando el Sol se halla a una distancia angular del horizonte de 8 ó 9:, la luz crepuscular derrama sore el orde del cielo su mágica luminosidad. $oco a poco, el resplandor amarillo se transforma en una luz ro&o anaran&ada, y, finalmente, en una luminosidad centelleante color fuego, que, algunas veces, llega a presentar el ro&o color de la sangre. Cuando ya el astro diurno ha desaparecido a&o el horizonte, se oserva en el oeste del cielo un resplandor purp4reo, que alcanza su má%ima intensidad cuando el Sol ha descendido unos ;: por dea&o del horizonte. Encima del lugar donde se ha puesto el Sol, separado del horizonte por una estrecha fran&a ro&o 3 parda, suelo verse un semic"rculo cuyo color var"a entre el p4rpura y el rosa. Esta coloración se dee en esencia a la refracción de la luz solar en las part"culas que enturian el aire situado entre los 8< y los 9< =m, de altura, y desaparece cuando ya el Sol ha llegado a los >: por dea&o del horizonte. Cuando e%iste una cantidad anormalmente elevada de aerosoles (polvo atmosf!rico), la luz del amanecer y del atardecer es especialmente ro&a. Sucede generalmente cuando e%isten presiones atmosf!ricas elevadas ya que la concentración de part"culas de polvo en el aire es mayor a altas presiones. Si la ierra no tuviera atmósfera, la luz solar alcanzar"a nuestros o&os directamente desde el disco solar y no reciir"amos luz difundida y el cielo aparecer"a tan negro como por la noche (los astronautas pueden oservar durante el d"a las estrellas, la luna y los planetas deido a que están fuera de la atmósfera) En casos e%cepcionales pueden aparecer coloraciones especiales deido a la contriución de los volcanes en actividad. Cuando se produ&o la erupción del volcán =ra?atoa (9@ y 9> de gosto de 8AAB, B@<<< muertos por la erupción) se presenció en la ierra un notale e&emplo de ello. 'a B
erupción lanzó a los aires un volumen de masas rocosas que se estima en unos 8A ?m . rozos de roca del tama*o de una caeza humana salieron despedidos hacia lo alto con velocidades iniciales de @<< a 8<<
, y el estruendo de la e%plosión se de&ó o"r en la isla de 7adagascar a D>>D
?ilómetros de distancia. El cielo permaneció oscuro durante varios d"as. 'as part"culas más finas de
ceniza volcánica e%pulsadas por el volcán se esparcieron hasta los A
