¿Qué relación tienen la luz del Sol, los arcoíris y las ondas longitudinales con el color del cielo? En la Universidad de los niños EAFIT te lo contamos.
Preguntan: Manuela Bedoya, 12 años, Natalia Hoyos, 10 años, Isabela Botero, 7 años, Juan José Escobar, 10 años.
Responde: Nicolás Guarín, ingeniero físico.
Para responder esta pregunta empecemos hablando de la luz del Sol. La luz del Sol está compuesta por todos los colores del arco iris, así, cuando vemos luz blanca, en realidad estamos viendo luz de todos los colores al mismo tiempo. Además, la luz se comporta como una onda, es decir, lo que está viajando con la luz son vibraciones que son muy rápidas.
Los diferentes colores de luz son, en realidad ondas con diferentes longitudes. Como puede verse en el dibujo, la luz roja tiene una longitud mayor que la luz naranja y que la luz azul. La luz viaja en línea recta y ya que el Sol está muy alejado de la Tierra podemos asumir que los rayos de luz que nos llegan de él son paralelos.
En la atmósfera terrestre hay pequeñas partículas. Cuando la luz solar llega a la tierra, estas partículas causan que la luz de algunos colores se desvíe y que la de otros colores siga su curso (como se ve en el dibujo). Entonces la luz que tiene longitud mayor (roja, naranja, amarilla y verde) viaja sin ser perturbada, mientras que la luz de longitud menor (azul, añil y violeta) cambia su curso al encontrarse con estas partículas.
El fenómeno por el cual se produce el cambio de dirección de la luz se conoce como dispersión. Pero la luz de longitud menor no solo cambia su curso al llegar a la atmósfera. Una vez en ella sigue cambiando su curso y dispersándose al encontrarse con más y más partículas. Finalmente lo que nosotros percibimos es que la luz azul nos llega de muchas partículas, porque ha sido dispersada por muchas de ellas en la atmósfera terrestre (ver figura).
Como la luz de mayor longitud no se ve tan afectada por las partículas de la atmósfera nos llega directamente del Sol. Por tanto, los rayos de luz verdes, amarillos, naranjas y rojos llegan sin dispersarse en la atmósfera. La suma de la luz verde, amarilla, naranja y roja es la que hace que percibamos al solo como si fuera amarillo. Entonces el fenómeno de dispersión de la luz en la atmósfera no sólo es causante de que veamos el cielo de color azul sino también de que el Sol tenga un color amarillo para nosotros.