La luz visible del sol está formada por ondas de longitudes que varían de 400 a 700 nanómetros correspondientes a frecuencias de 800 a 400 terahercios. Los tres tipos diferentes de receptores de color en la retina del ojo humano responden más fuertemente a las longitudes de onda roja, verde y azul, dándonos nuestra visión del color y vemos los colores violeta / índigo / azul / verde / amarillo / naranja / rojo en el espectro de la luz solar.
John Tyndall (1820-1893), un destacado físico británico del siglo XIX, fue el primero en explicar el color del cielo en 1859. Descubrió que cuando la luz atraviesa el aire que contiene pequeñas partículas en suspensión, las longitudes de onda azules más cortas se dispersan con mayor fuerza. que las longitudes de onda más largas de rojo.
Por lo tanto, el efecto debería haber sido en realidad el efecto Tyndall, pero los físicos lo conocen más comúnmente como dispersión de Rayleigh , llamado así por Lord Rayleigh (1842-1919), también físico británico, que lo estudió con más detalle unos años más tarde. Mostró que la luz azul se dispersa más que la luz roja por un factor de diez.
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Ambos físicos pensaron que el color azul del cielo se debe a la dispersión de la luz por pequeñas partículas de polvo y gotas de vapor de agua en la atmósfera. Incluso hoy, las personas a veces dicen incorrectamente que este es el caso. Sin embargo, los científicos luego se dieron cuenta de que las moléculas de oxígeno y nitrógeno en el aire son suficientes para explicar la dispersión. Las moléculas de gas pueden dispersar la luz porque el campo electromagnético de las ondas de luz induce momentos dipolares eléctricos en las moléculas.
¿Porque el cielo es azul?
Ahora surge una pregunta: si las longitudes de onda más cortas están dispersas, entonces el cielo debería aparecer VIOLETA (380-450 nanómetros) y no AZUL (450-495 nanómetros). La respuesta es que algo de luz entre 380-450 nanómetros es absorbida por la atmósfera superior, además de lo cual, nuestros ojos son menos sensibles al color violeta. Además, tenemos tres receptores de color, o conos, en nuestra retina, rojo, azul y verde, y responden más fuertemente a la luz en esas longitudes de onda. A medida que se estimulan en diferentes proporciones, nuestro sistema visual construye los colores que vemos.
Cuando miramos al cielo, los conos rojos responden a la pequeña cantidad de luz roja dispersa, pero no a las longitudes de onda naranja y amarilla. Los conos verdes responden al amarillo y a las longitudes de onda verde y azul verdoso más dispersas. Los conos azules son estimulados por colores cerca de las longitudes de onda azules, que están muy dispersas. De hecho, si no hubiera índigo y violeta en el espectro, el cielo se vería azul con un ligero tinte verde. El efecto neto es que los conos rojo y verde son estimulados por igual por la luz del cielo, mientras que el azul es estimulado más fuertemente. Esta combinación explica el color azul cielo pálido del cielo. Puede que no sea una coincidencia que nuestra visión esté ajustada para ver el cielo como un tono puro. Así es como funciona nuestra visión. Hemos evolucionado para adaptarnos a nuestro entorno; y nuestra capacidad de separar los colores naturales más claramente es probablemente una ventaja de supervivencia.
¿Cómo vemos los colores?
No podemos “ver” la luz; solo podemos ver un objeto cuando la luz se refleja en él. El espacio profundo se considera cerca del vacío y, por lo tanto, está oscuro a pesar de que puede haber luz, ya que no hay nada que lo refleje.