De qué color es el cielo?

Por qué el cielo es azul?

Todos sabemos que el cielo es azul. Basta con mirar para arriba y comprobarlo. Pero nosotros no nos conformamos con saber que es azul y empezamos a preguntarnos a qué se debe este fenómeno.



La respuesta a esta pregunta se origina en un proceso conocido como dispersión de Rayleigh, que ocurre cuando la luz es dispersada por partículas más pequeñas que la longitud de onda de la luz incidente. Una de las propiedades interesantes de este proceso es que es más efectivo para longitudes de onda más cortas (violeta, azul) que para longitudes de onda más largas (rojo).

La luz proveniente del sol es blanca, es decir que es una composición de todos los colores del espectro visible aunque, cómo se observa en la siguiente imagen, no todos en la misma proporción (recordar para más adelante).

Espectro de la luz solar. En amarillo se ve una medición en la alta atmósfera y en rojo a nivel del mar. La curva negra corresponde a la emisión de un cuerpo a una temperatura de 5250 °C.
La atmósfera terrestre está compuesta principalmente por moléculas de Nitrógeno y Oxigeno, cuyo tamaño es mucho menor que la longitud de onda de la luz visible
(~ 1000 veces menor).

Cuando la luz del sol atravieza la atmósfera los colores de longitud de onda más corta son más dispersados y por lo tanto pueden llegar a nuestros ojos desde todos los puntos de la atmósfera. Ésto es lo que le da a nuestro cielo su típico color azulado.

Este mismo proceso es el que hace que los amaneceres y atardeceres tengan un color rojizo. Esto se debe a que en estos momentos la cantidad de aire atravezada por la luz es mayor (~40 veces mayor que al mediodía). Esto hace que, de todos los colores que la luz del sol contiene, sólo el rojo coninúe viajando en línea recta mientras que los otros son dispersados por la atmósfera, formando maravillosos amaneceres y aterdeceres!


 Por qué no es el cielo violeta?

Muy linda la explicación con la dispersión de rayleigh y las longitudes de onda, pero entonces ¿Por qué el cielo no es viloeta si su longitud de onda es más corta que la del azul?

Ahora es cuando usamos el dato que les pedí que recordaran acerca del espectro del sol. Si bien la luz del sol es "blanca", no está compuesta por todos los colores por igual. Si observamos nuevamente la figura del espectro podemos ver que en la parte izquierda del rango del visible hay una supresión. Es decir que hay menos luz violeta que luz azul en la luz solar.

Por otro lado, la respuesta del ojo a los distintos colores. El ojo ve "peor" en el violeta que en el azul haciendo el efecto aún más notorio.
Estos efectos combinados son los responsables de que nuestro cielo se vea azul y no violeta.

Y de noche?

Uno podría decir que de noche el cielo es negro y listo, porque eso es obvio a simple vista. Pero cuando la luna está presente el reflejo del sol ilumina el cielo nocturno. Dado que la luna lo único que hace con la luz del sol es reflejarla, de noche debería ocurrir exactamente lo mismo que de día.




Pero entonces, por las mismas razones que explicamos antes, el cielo en las noches de luna debería ser azul! De hecho el cielo en las noches de luna es azul y esto es lo que nos muestran algunas de estas fotografías nocturnas de larga exposición.

Cielo azul nocturno, causado por dispersión re Rayleigh de la luz de la luna. (ISO 100, f/3.5, 13 min.)

La imagen anterior fue tomada por Joseph A. Shaw, en Boulder, Colorado, EE. UU., en el año 1996, usando una cámara Nikon EL-2 con una lente de 28mm y con 13 minutos de exposición. En fotos similares de noches sin luna se ven las famosas trayectorias de las estrellas en el cielo (lo dejamos para otra entrada).

Otra fotografía del cielo azul nocturno. En este caso la imagen fue tomada con  una exposición de 15 segundos. Podemos ver también cielo de día visto desde el mismo lugar.


El hecho de que a simple vista el cielo nocturno se vea negro, incluso en las noches de luna llena, se debe a que la cantidad de luz que llega reflejada desde la luna es muy escasa y por lo tanto es necesario "acumular" la luz por largos períodos de tiempo para distinguir los colores, cosa que nuestros ojos no nos permiten hacer.  Además nuevamente el ojo humano podría jugar un rol, dado que en conciciones de baja luminosidad la luz se detecta con unos receptores llamados bastones que no son sensibles al color.  

Esto es todo por hoy! Hasta la próxima.


2 comentarios:

  1. Muy buena info! Toda la nota está muy buena e interesante! Un abrazo.

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  2. Soy de estudiar mucho para la facultad y por eso trato de ir llevando las diversas materias. Trato de conseguir en internet informacion de los diversos cursos y materias que hago. En este momento estaba navegando en la web para obtener videos literatura

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