"Si quieres resultados distintos no hagas siempre las mismas cosas" Einstein

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¿Por qué el cielo es azul?

Ya en 1666 Sir Isaac Newton descubrió que un rayo de Sol al atravesar un prisma cambiaba su dirección, por un efecto conocido como refracción, y se descomponía en un conjunto de rayos de colores, que emergían del prisma en direcciones diferentes de la que tenía el rayo de Sol inicial. De todos estos rayos de colores, el que había sufrido menos desviación era el de color rojo, y los que habían experimentado la máxima desviación correspondían a los colores de la zona azul-violeta.

Este fenómeno, conocido como dispersión, pone de manifiesto que la luz solar (blanca) está compuesta de una serie de colores, y es fácil comprobarlo sin más que construir el conocido disco de Newton: dibújese un círculo dividido en siete sectores circulares iguales (se sospecha que se guió por las siete notas de la escala musical), cada uno de un color del arco iris: rojo, anaranjado, amarillo, verde, azul, añil y violeta, hágase girar suficientemente deprisa el círculo, y el ojo percibirá el color blanco, que corresponde a la superposición de todos esos colores. Para hacerlo de forma más cómoda se podría atravesar, perpendicularmente, el círculo en su centro con un lapicero, apoyarlo en un vaso u otra superficie adecuada y hacer girar muy deprisa el lapicero.

Un resultado parecido, aunque producido de forma más compleja, sucede cuando los rayos solares llegan a la Tierra. En su trayectoria se encuentran moléculas de aire en la atmósfera contra las que chocan y, en un fenómeno conocido como difusión, provocan que de los diferentes colores que componen la luz solar incidente, emerjan rayos en diferentes direcciones, siendo los más desviados de la dirección original los de los colores de la zona violeta-azul, de forma similar a lo que sucedía en el prisma de Newton, mientras que el rojo mantiene prácticamente su dirección inicial. De hecho, la difusión de la luz azul es, aproximadamente, 10 veces superior a la roja. Nuevos choques de estos rayos difundidos, apartados ya de la dirección del rayo solar inicial, con otras moléculas de aire hacen que este fenómeno se repita una y otra vez hasta llenar la bóveda celeste de un color azulado permitiendo ver iluminado todo el cielo, aún en las zonas en que no está el Sol.

Ésta es también la explicación de por qué en los crepúsculos, tanto del amanecer como en el de la puesta del Sol, éste y el cielo circundante se nos aparece rojo. El color azul ha sido difundido en su mayor parte del rayo directo, en el que predomina, por tanto, el color rojo que es el que vemos al mirar directamente al Sol.

Una explicación un poco más profunda, pero aún así, aproximada y elemental, requiere hablar de longitudes de onda y colores. Las más cortas corresponden a la zona violeta-azul y las más largas a la zona del rojo. Cuando la luz choca con las partículas que hay en la atmósfera, el resultado depende del tamaño de la partícula. Si el objeto es mucho mayor que la longitud de onda de la luz, ésta rebotará, como sucede cuando una pelota choca contra una pared. Si la pelota choca con un objeto mucho más pequeño, prácticamente no se desviará de su trayectoria. En cambio, cuando la pelota choca con un objeto de dimensiones parecidas, como por ejemplo otra pelota, entonces sí se puede producir un cambio apreciable en su dirección.

Como la luz en la zona del violeta-azul es la que tiene la longitud de onda más corta, sus fotones (podríamos pensar que son partículas de luz) son los más pequeños y, por tanto, los que serán más dispersados al encontrar en su camino moléculas de nitrógeno y oxígeno, que componen básicamente el aire, y que son las partículas más pequeñas que se encontrará la luz en su viaje. En cambio, los fotones correspondientes a la luz roja, mucho mayores, apenas serán desviados. Así pues, a menor longitud de onda, más dispersión

Y terminaremos con un experimento: llénese con agua, en sus dos terceras partes, un vaso de un cuarto de litro aproximadamente que sea transparente. Añádase media o una cucharada de leche y agítese. Tómese una linterna y en un cuarto oscuro, ilumínese con la linterna, primero desde arriba y obsérvese lateralmente el color, después ilumínese desde atrás y mírese la linterna frontalmente y, por último, ilumínese por abajo y mírese por arriba la luz. ¿Qué colores se perciben y por qué?

NOTA DE AGRADECIMIENTO. A todos los lectores que han enviado comentarios a los artículos anteriores, y que he leído detenidamente, les doy las gracias. Algunos de los temas que sugieren podremos tratarlos, pero no todos, posiblemente.