¿Porque el cielo es azul? ¿Por qué no es violeta?

El cielo parece azul por una combinación de dos razones. Antes de que la luz blanca llegue a la superficie de la Tierra, las ondas de luz chocan y rebotan en los átomos de nitrógeno y oxígeno en la atmósfera. Las diferentes frecuencias de luz (en otras palabras, diferentes colores) se dispersan de manera diferente. Las frecuencias más altas (azul y violeta) se dispersan más fácilmente y, por lo tanto, rebotan en todas las direcciones diferentes más que las frecuencias más bajas (rojo o naranja). Pero la frecuencia del color azul se dispersa más fácilmente que la violeta por el nitrógeno, el oxígeno y otras moléculas en nuestra atmósfera. Por lo tanto, se ve azul y otra razón se basa en la sensibilidad de los receptores de color de nuestros ojos. Nuestro ojo es más sensible al azul que el violeta u otras radiaciones UV.

Realmente se han realizado muchas discusiones sobre este tema en Quora. Desde la perspectiva de la física.

Si quieres entenderlo desde el punto de vista de la biología, encontré este solo con una búsqueda en Google:

Gracias a Vidar Øierås

¿Por qué el ojo humano es menos sensible a la luz violeta que a la luz azul?

La luz solar contiene todos los colores, pero se dispersan en diferentes cantidades. La luz azul tiene una longitud de onda corta y es la primera en dispersarse, por lo que el cielo normalmente es azul. Las longitudes de onda más cortas (azul y violeta) se dispersan más que las longitudes de onda más largas (rojo y amarillo). Si las longitudes de onda más cortas se dispersan con mayor intensidad, entonces el cielo debería aparecer violeta pero nuestros ojos son menos sensibles al violeta.

La luz del día está dominada por luz con longitudes de onda entre 400 nanómetros (violeta) y 450 nanómetros (azul). El ojo humano es sensible a la luz entre aproximadamente 380 y 740 nanómetros. No vemos longitudes de onda individuales. En cambio, las retinas de nuestros ojos tienen tres tipos de células sensibles al color conocidas como conos. Son rojos, azules y verdes porque responden más fuertemente a la luz en esas longitudes de onda. Si bien cada tipo de cono tiene su sensibilidad máxima en rojo, verde o azul, también detectan la luz de otros colores.

La luz con longitudes de onda “azules” estimula la mayoría de los conos azules, pero también estimulan un poco el rojo y el verde. Si realmente fuera la luz azul la que estaba más dispersa, entonces veríamos el cielo como un azul ligeramente verdoso. No vemos el tono verdoso, debido a la luz violeta del cielo. La atmósfera de la Tierra dispersa más al violeta, pero los conos azules en nuestros ojos no son tan sensibles a él. Los conos rojos no son buenos para ver la luz azul o violeta, son un poco más sensibles al violeta que nuestros conos verdes. Si solo se dispersaran las longitudes de onda violetas, entonces veríamos una luz violeta con un tinte rojizo. Pero cuando combinas la luz azul y violeta del cielo, el matiz verdoso del azul y el rojizo del violeta son casi iguales, y desaparecen. Entonces, lo que vemos es un cielo azul pálido.

Si nuestros ojos fueran igualmente sensibles a todas las longitudes de onda, parecería violeta. Sin embargo, nuestra sensibilidad máxima es de 555 nm (amarillo-verde) para la visión en color durante el día (visión fotópica), 505 nm (verde azulado) para la visión nocturna (visión escotópica). Eso cambia el color al rango azul.

(La curva verde de la izquierda es para visión nocturna, la curva oscura de la derecha para visión en color durante el día)

Función de luminosidad – Wikipedia

El color que percibimos como el azul del cielo es una función de dos cosas:

1 – Nuestra propia fisiología y bioquímica, específicamente la sensibilidad al color y la receptividad de nuestros ojos, y
2 – La dispersión natural de Rayleigh, en la atmósfera mayoritariamente de nitrógeno, de longitudes de onda azules de luz solar esencialmente blanca preferentemente hacia la tierra.

Sin entrar en detalles, mientras la fisiología de nuestros ojos permanezca constante y la Tierra retenga una gran mayoría de su atmósfera como nitrógeno, el cielo nos parecerá azul.

Si nuestros ojos cambian, o la atmósfera cambia por algún proceso natural o artificial, cambia la composición, el color del cielo, como parece a simple vista, puede cambiar.

Sabemos que nuestra atmósfera contiene diferentes tipos de moléculas y átomos. La razón del cielo azul se debe a las moléculas de nitrógeno y oxígeno. Los tamaños de estas moléculas son comparables a la longitud de onda de la luz azul. Estas moléculas actúan como centros de dispersión para la dispersión de la luz azul.

El cielo es azul, nos dicen los físicos, porque la luz azul en los rayos del sol se dobla más que la luz roja. Pero esta flexión adicional, o dispersión, se aplica tanto a la luz violeta, por lo que es razonable preguntar por qué el cielo no es púrpura.

Piensa en nuestra atmósfera como agua. Cuando se vierte una capa delgada de agua, el agua es clara. Es como el aire. Cuantas más capas vemos, más azul es el cielo. Ahora, el color del cielo puede cambiar dependiendo de si es de día o de noche, o si también hay arena y escombros.

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El cielo es incoloro o compone todos los colores.

Es la dispersión de la luz solar la que colorea el cielo.

La ley de dispersión de Rayleigh.