¿Por qué el cielo es azul?

Kinderdijk Blue Hour
"Kinderdijk Blue Hour" by Philipp Klinger

Me encontré un artículo interesantísimo y conciso sobre la respuesta a esta pregunta. La pregunta es típica y parece trivial, pero cuando se menciona casi nunca se responde con claridad. Se los pongo aquí, el autor del artículo es Alf y el link al post original es este. No soy el autor original ni pretendo aparentar serlo, pero sí me gustó como para 'adornarlo' con algunas fotos padres de flickr (unas mías otras no).

-- Aquí comienza el artículo original --

El motivo es un fenómeno físico llamado dispersión. Cuando la luz atraviesa un medio transparente, algunos fotones "chocan" contra partículas y son desviados de su trayectoria. Parte de la luz se "dispersa". Cuanto más cantidad de ese medio atraviesa, más se dispersa. Este fenómeno es mucho más apreciable en gases, y nuestra atmósfera no es ninguna excepción.

Iztaccíhuatl
"Iztaccíhuatl" by Alekz

La luz del sol es blanca (aunque en realidad, el propio sol es amarillo). Eso quiere decir que está compuesta por todos los colores (rojo, naranja, amarillo, verde, azul y violeta). Cada color corresponde a un intervalo de frecuencias diferente, o lo que es lo mismo, a longitudes de onda diferentes. Para hacernos una idea del tamaño de las longitudes de onda, el violeta está entre los 380 nm y 430 nm, mientras que el rojo está entre los 625 nm y 740 nm (un nanómetro, abreviado nm, es la millonésima parte de un milímetro).

La dispersión de la luz depende de la relación entre la longitud de onda de la luz y el tamaño de las partículas. Si las partículas son mayores que la longitud de onda, la dispersión es independiente de ésta, y se rige por la teoría de Mie. Todas las longitudes de onda sufren la misma dispersión, o traducido al cristiano, afecta a todos los colores por igual. Además, la dispersión ocurre preferentemente en una dirección no muy desviada de la original. Es decir, la mayoría de fotones que se dispersen, se desviarán solo un poco. Esto es lo que ocurre con las nubes o nieblas. Las microscópicas gotas de agua que las forman, son mayores que la longitud de onda de la luz visible, y por eso son blancas (o grises), ya que todos los colores de la luz que las atraviesan, se dispersan por igual.

Teotihuacan Sky
"Teotihuacan Sky" by Alekz


Si las partículas son menores que la longitud de onda, entonces la dispersión depende de la misma, siendo mayor a longitudes de onda menores. Ésta es la llamada dispersión de Rayleigh. En este caso, se puede calcular el coeficiente de dispersión mediante una sencilla fórmula, en la que dicho coeficiente es inversamente proporcional a la cuarta potencia de la longitud de onda, por lo que una pequeña variación de la misma puede suponer una gran variación en el coeficiente.



Esto es lo que ocurre en el cielo. La luz azul se dispersa mucho más en nuestra atmósfera que el resto de colores (salvo el violeta). Esto quiere decir que una parte de los fotones correspondientes al azul, no nos llegan directamente desde el sol, sino después de haber rebotado por la atmósfera. Si miramos un punto cualquiera del cielo, nuestros ojos reciben fotones correspondientes a la longitud de onda del azul, que al atravesar la atmósfera han rebotado varias veces, hasta llegar a nosotros. El resto de colores apenas se dispersa, por lo que únicamente los recibimos directamente del sol.

Ese es el motivo, no solo de que el cielo sea azul, sino de que el azul es más intenso cuanto más lejos del sol miramos, ya que a medida que nuestra mirada se acerca al sol, recibimos más cantidad del resto de colores.

Pero el cielo cerca del horizonte también es más pálido, pensaréis algunos. Cierto, pero eso es debido a la luz reflejada por la misma superficie de la tierra.

Let God's Light shine upon you
"Let God's Light shine upon you" by Alekz

¿Y qué pasa durante la puesta de sol? Cuando el sol está cerca del horizonte, la luz tiene que atravesar una mayor cantidad de atmósfera que cuando está alto en el cielo. La dispersión aumenta, y ya no sólo la dispersión de la luz azul es apreciable, sino la del resto de colores también. El rojo es el color con longitud de onda más alta, por lo que apenas sufre dispersión. Al ser el único color que nos llega directamente del sol, lo vemos rojo. El naranja y amarillo sí se dispersan, y por eso, el cielo que rodea el sol es de esos colores. El verde se dispersa más, y aunque no se puede apreciar en todas las puestas de sol, aquellos con suerte y buena vista podrán distinguir a veces un tenue color verde separando las zonas amarillentas y azuladas de cielo. El azul y violeta de dispersan mucho más, y lejos del sol, podemos ver aún algo de estos colores

Teotihuacan Sunset
"Teotihuacan Sunset" by Alekz

-- Aquí termina el artículo original --

Espero que les haya gustado :)

3 comentarios:

GeNmA dijo...

Excuse meeeeee, while I kiss the sky!!
A mi me sonaba bastante lógico eso de que el ozono en grandes cantidades era azul y que por eso XD jajajaja, he vivido en el engaño. Está chido el artículo.
n_n /

яaûl s. dijo...

Excelente artículo!
ya tendré que explicarles a mis nietos..
jaja es bastante interesante..

El Autor dijo...

Super chingón el post, por ahí encontré un dato curioso al respecto pero lo quiero confirmar antes de ponerlo por acá

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