Existen muchas interrogantes de Por qué el Cielo es Azul y hay diversas teorías que responden a esta pregunta, unas de las teorías en la de John Tyndall, también de Einstein en diversos años. En el siguiente artículo conoceremos más acerca de esta gran incógnita, cuales son los motivos y mucho más.
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¿ Por qué el Cielo es Azul ?
La luz blanca del sol es una mezcla de todos los colores del arcoíris. Esto fue demostrado por el famoso científico llamado Isaac Newton, quien utilizo un prisma para separar los diferentes colores y así formar un espectro. Los colores de la luz se distinguen por sus diferentes longitudes de onda. La parte visible del espectro tiende a variar desde la luz roja con una longitud de onda de aproximadamente 720 nm, hasta la violeta con una longitud de onda de aproximadamente 380 nm, con naranja, amarillo, verde, azul y añil entre ellas esto es lo que responde a nuestra pregunta de Por qué el Cielo es Azul.
Los 3 tipos diferentes de receptores de color en la retina del ojo humano responden con mayor fuerza a las longitudes de onda rojas, verdes y azules, dándonos nuestra visión del color. (ver artículo: Importancia del Sol).
¿ Qué es el Cielo ?
El Cielo del latín caelum; de caelum tangi, se define de manera frecuente como el espacio en el que se mueven los astros y por efecto de vision parece rodear la Tierra. En materia de la astronomía, el cielo es sinónimo de una esfera celeste, es decir una clase de bóveda imaginaria sobre la cual se distribuyen:
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El Sol
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Las Estrellas
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Los Planetas
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La Luna
La esfera celeste se divide en diversas regiones que son denominadas como constelaciones. En el caso de la mitología, entre los romanos, el nombre latino del dios Urano y de las deidades preolímpicas. En cuanto a la meteorología el término cielo hace la referencia a la zona gaseosa más densa de la atmósfera de un planeta.
Entre los fenómenos que destacan en el cielo que son visibles están el arco iris, la aurora, y las nubes. En el cielo es posible ver relámpagos durante las tormentas eléctricas. Como resultado de las actividades humanas, la neblina se ve a menudo sobre las ciudades grandes durante las primeras horas del día.
El Efecto Tyndall
Los primeros pasos para explicar correctamente el Por qué el Cielo es Azul y el color del cielo fueron tomados por John Tyndall en el año 1859. Este descubrió que cuando la luz pasa por medio de un fluido transparente que contiene partículas pequeñas en suspensión, las longitudes de onda azules más cortas se dispersan con mayor intensidad que el rojo.
Esto se puede llegar a demostrar al iluminar un haz de luz blanca por medio de un tanque de agua con un poco de leche o jabón mezclado. Desde un lado, el haz se puede ver con la luz azul que dispersa; pero la luz que se ve directamente desde el extremo se enrojece después de que ha pasado a través del tanque. También se puede llegar a demostrar que la luz dispersa se polariza usando un filtro de luz polarizada, valga la redundancia, del mismo modo que el cielo aparece de un azul más profundo por medio de las gafas de sol polaroid.
Esto se denomina correctamente el efecto Tyndall, pero los físicos lo conocen más comúnmente como la dispersión de Rayleigh, después de Lord Rayleigh, quien lo llego a estudiar con más detalle unos años más tarde. Este mostró que la cantidad de luz dispersada es inversamente proporcional a la ¼ potencia de la longitud de onda para partículas suficientemente pequeñas. Se deduce que la luz azul se dispersa más que la luz roja por un factor de 700/400 4 ~ = 10 lo que para algunos les responde el Por qué el Cielo es Azul.
¿ Polvo o Moléculas ?
Tanto como Tyndall y Rayleigh pensaron Por qué el Cielo es Azul y descubrieron que se debe a las pequeñas partículas de polvo y las llamadas gotitas de vapor de agua en la atmósfera. Incluso en la actualidad, las personas en ciertas ocasiones dicen incorrectamente que este es el caso. Más tarde, los científicos se dieron cuenta de que si esto era cierto, habría más variación del color del cielo con humedad o neblina que en realidad se observó, por lo que supusieron correctamente que las moléculas de oxígeno y nitrógeno en el aire son suficientes para explicar la dispersión.
El caso finalmente fue resuelto por el famoso físico Einstein en el año 1911, quien calculó la fórmula detallada para la dispersión de la luz de las moléculas; y con esto se encontró que se estaba de acuerdo con el experimento. Incluso fue capaz de utilizar el cálculo como una verificación adicional del número de Avogadro en comparación con la observación.
¿ Por qué el Cielo no es violeta ?
Si las longitudes de onda más cortas se dispersan con mayor intensidad, entonces existe un acertijo de Por qué el Cielo es Azul y no aparece violeta, el color con una onda mucho más corta de longitud visible. El espectro de emisión de luz del sol no es constante en todas las longitudes de onda, y además es absorbido por la alta atmósfera, por lo que hay menos violeta en la luz.
Los ojos de las personas también son menos sensibles al violeta. Esa es parte de la respuesta; sin embargo, un arcoíris muestra que aún queda una cantidad significativa de índigo y violeta de color claro visible más allá del azul. El resto de la respuesta a Por qué el Cielo es Azul radica en la forma en que funciona nuestra visión. Tenemos 3 tipos de receptores de color, o conos, en nuestra retina. Se llaman rojo, azul y verde porque responden más fuertemente a la luz en esas longitudes de onda. Como son estimulados en diferentes proporciones. (ver artículo: A que hora se pone el Sol).
Cuando miramos hacia el cielo, los conos rojos responden a la pequeña cantidad de luz roja dispersa, pero también menos a las longitudes de onda naranja y amarilla. Los conos verdes responden al amarillo y las longitudes de onda verde y azul – verde más fuertemente dispersas. Los llamados conos azules son estimulados por colores cercanos a las longitudes de onda azules, que se encuentran muy dispersos.
Si no hubiera el color índigo y violeta en el espectro, el cielo aparecería azul con un ligero tinte verde. Pero las longitudes de onda índigo y violeta más fuertemente dispersas estimulan los conos rojos levemente tan bien como el azul, que es por qué estos colores aparecen azules con un tinte rojo añadido. El efecto neto es que los conos rojos y verdes son estimulados aproximadamente por la luz del cielo, mientras que el azul es estimulado con mayor fuerza.
Esta combinación explica el Por qué el Cielo es Azul pálido. Puede que no sea una coincidencia que nuestra visión se ajuste para ver el cielo como un matiz puro. Los seres humanos han evolucionado para encajar con el entorno; y la capacidad de separar los colores naturales más claramente es probablemente una ventaja de supervivencia.
Las Puestas de Sol
Cuando el aire se encuentra despejado, la puesta del sol aparecerá de color amarilla, porque la luz del sol ha pasado una gran distancia por el aire y parte de la luz azul se ha dispersado. Si el aire está contaminado con las partículas pequeñas, naturales o no, la puesta de sol será más roja. Las puestas de sol sobre el mar también pueden llegar a ser de color naranja, debido a las partículas de sal en el aire, que son una especie de dispersantes de Tyndall efectivos.
El cielo alrededor del sol se ve enrojecido, al igual que la luz que viene directamente del sol. Esto se debe a que toda la luz se dispersa relativamente bien por medio de los pequeños ángulos, pero es más probable que la luz azul se disperse 2 veces o más a lo largo de las distancias mayores, dejando los colores amarillo, rojo y naranja.
Las Nubes y la Neblina
Las nubes y la neblina de polvo aparecen de color blanca porque consisten en partículas más grandes que las longitudes de onda de la luz, que dispersan todas las longitudes de onda por igual dispersión de Mie. Sin embargo en ciertas ocasiones puede haber otras partículas en el aire que son mucho más pequeñas. Algunas de las regiones montañosas son famosas por su neblina azul.
Los aerosoles de terpenos de la vegetación reaccionan con el ozono en la atmósfera para formar las pequeñas partículas de aproximadamente 200 nm de ancho, y estas partículas dispersan la luz azul. Un incendio forestal o una erupción volcánica pueden llegar de manera ocasionalmente a llenar la atmósfera con las partículas finas de 500 – 800 nm de ancho, siendo el tamaño adecuado para dispersar la luz roja.
La Opalescencia
El efecto Tyndall es responsable de algunas de las otras coloraciones azules en la naturaleza, como los ojos azules, la opalescencia de algunas piedras preciosas y el color en el ala del arrendajo azul. Los colores pueden llegar a variar de acuerdo con el tamaño de las partículas de dispersión. Cuando un fluido se encuentra cerca de su temperatura y presión críticas, pequeñas fluctuaciones de densidad son responsables de una coloración azul conocida como opalescencia crítica.
La gente también ha copiado tales efectos naturales al hacer vidrios ornamentales impregnados con partículas, para darle al vidrio un brillo azul. Pero no toda la coloración azul en la naturaleza es causada por la dispersión. (ver artículo: Funciones del Sol).
¿ Por qué el cielo de Marte es rojo ?
Las imágenes que han sido enviadas desde los aterrizadores Viking Mars en el año 1977 y desde Pathfinder en el año 1997 ha mostrado un cielo de color rojo visto desde la superficie marciana. Esto se debió a los polvos rojos ricos en hierro que son arrojados en las tormentas de polvo que se producen de vez en cuando en Marte. El color del cielo de Marte cambiará de acuerdo con las condiciones climáticas. Debería ser de color azul cuando no ha habido tormentas recientes, pero será más oscuro que el cielo diurno de la tierra debido a la atmósfera más delgada de Marte.
