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¿Hola, me gustaría saber
por qué el cielo se ve azul? ¿Y por fuera? Como es
que también se ve azul desde el espacio.
Micael Gallego Carrillo. Nivel superior.
1º En plan descriptivo
bastaría considerar que la causa del color del cielo
esta ligado a la llamada dispersión (scattering).
Rayleigh encontró que la luz dispersada lo era más
para frecuencias grandes. De acuerdo con esto cuando
un rayo de luz blanca (centrada en la luz amarilla)
llegaba a los atomos de la atmosfera desviaba mucho la
luz azul y poco la luz roja.
Si dirigimos la vista perpendicularmente o con un
ángulo grande respecto a los rayos del sol, la
radiación que recibiremos será predominantemente
azul. Este es el caso de cuando miramos al cielo a
puntos alejados del Sol. Sin embargo si miramos a
zonas próximas al Sol (lo podemos hacer cuando el Sol
se pone) la luz azul habrá sido dispersada y nos
quedará, y es lo que veremos, las componentes rojas.
En ese momento las zonas alejadas de la dirección del
Sol adquieren un tono violeta.
Un experimento de laboratorio (casero) lo podemos
hacer iluminando con una linterna un vaso de agua al
que hemos añadido unas gotas de leche, y observando
el vaso desde un costado o desde el frente
(habitación a oscuras).
2º Rayleigh estudio la dispersión y llego a la
conclusión de que cuando la luz llega a un átomo, o
mejor a un electrón ligado de un átomo, se comporta
como un vibrador excitado (no amortiguado para
aquellas frecuencias que no son las justas para los
saltos electrónicos). La potencia de la radiación
dipolar reemitida por ese electrón responde a la
fórmula: P = 2/3 · e^2/c^3 · w^4 ·
[-e/m(wo^2-w^2)]·<Ex²(t)>
Como wo (frecuencia angular efectiva) es mucho mayor
que w para la luz visible nos queda practicamente que
P es proporcional a w^4 o lo que es lo mismo
inversamente proporcional a la cuarta potencia de la
longitud de onda.
Para un ángulo dado, la potencia dispersada a una
longitud de onda decrece con ella. Las ondas de mayor
longitud de onda son menos dispersadas. La relación
entre la longitud de onda roja (6500 A) y azul (4500
A) es 1,44. La cuarta potencia de 1,44 es 4,3. por
tanto la luz roja es 4 veces peor dispersada que la
luz azul.
Esta fórmula, el desarrollo para su obtención,
mejores y más amplias explicaciones e incluso el
porque el cielo es brillante a pesar de ser
transparente se puede encontrar en "Ondas"
de F. Crawford, tomo 3 del Berkeley Phisycs Course. Ed
Reverte.
3º En cuanto a porque desde el espacio tambien se ve
azul. las razones son exactamente las mismas, aunque
algo minimizadas por que cuando miramos hacia la
Tierra, además de la luz dispersada en la atmósfera
también se ve la reflejada en la superficie
terrestre. Si es zona de mar, (que es la mayor parte)
se vera más azul que si la parte que miramos es
terrea.
Antonio Gros. Ceuta (España).
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