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jueves, 22 de julio de 2010

Los colores en el cielo (Atardeceres rojos y negras noches)

Esta es una participación en la IX Edición de Carnaval de la Física que este mes el albergado en Experientia docet.
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Siempre me ha fascinado El Principito. Una de las cosas que más gustaba de su planeta chiquito, su asteroide, es que con sólo correr la silla podía ver una y otra vez el atardecer. Hay días en que sería muy bueno poder ver el atardecer 43 veces…


Y es que la caída del sol nos atrae por su belleza, por sus colores, ese sol rojo que se esconde en el horizonte para dejarnos la noche. Inspira desde pasión hasta nostalgia, nos hace pensar… Pero ¿A qué se deben los colores que vemos al atardecer?




Debo iniciar con algo que ya he dicho en otras publicaciones, pero resulta que es muy importante, todas las manifestaciones de color que vemos en el cielo se deben a la manera en que la luz del sol interactúa con la atmósfera. La atmósfera está compuesta por moléculas de diferentes gases, oxígeno y nitrógeno principalmente, pero además tiene partículas de polvo, agua y contaminantes que se encuentran suspendidas flotando en el aire.



Vamos desde el inicio:


La luz es una onda que, al igual que las olas del mar, tienen crestas y valles, la distancia entre dos crestas consecutivas se llama longitud de onda.


La luz que emite el sol contiene todos los colores que el ojo puede ver, esa combinación es lo que los físicos llamamos luz blanca, debido a su apariencia.


Al atravesar un material transparente, cada color contenido en la luz blanca se desviará un ángulo diferente, dando lugar a la separación de la luz donde podemos apreciar los colores del arco iris. Cada color es una onda que tiene una longitud de onda característica que aumenta al ir del violeta al rojo (en el orden de los coleres del arcoiris).

Al llegar a la atmósfera, los rayos de luz solar interaccionan con las moléculas de gas que la forman (podemos pensar que “chocan” con las moléculas) y así van variando su trayectoria en zigzag a través de la atmósfera hasta que por fin llegan a nuestros ojos. A este proceso se llama dispersión de Rayleigh en honor al físico inglés Lord Rayleigh (1842-1919).

Esta interacción luz-moléculas se debe a la relación que hay entre el tamaño de las partículas atmosféricas y de la longitud de onda asociada a cada color y es mayor cuanto más pequeña es la longitud de onda, es decir los rojos y anaranjados casi no se ven afectados y al irnos corriendo hacia el azul cada color sufre más dispersión. Los lectores más fieles recordarán que esta también es la razón por la que el cielo es azul .


El atardecer



Como se puede ver de la figura superior, el camino que la luz solar recorre dentro de la atmósfera es más largo al atardecer que durante el resto del día, al recorrer más distancia los rebotes sucesivos en unas partículas y otras hacen que la luz de longitud de onda más corta (del azul al amarillo) sea dispersada y solo los rayos rojos (los de longitud de onda más larga), siguen un camino casi rectilíneo por lo que llegan en un camino casi directo a nuestros ojos. De ahí el color rojo del sol poniente.



Los colores que luce el cielo en los atardeceres, se originan también por la intervención de las moléculas y partículas que la atmósfera tiene en suspensión pues dispersan la luz solar de diferentes modos. Cuando existe una cantidad anormalmente elevada de contaminación, por ejemplo partículas en el aire debidas a quemas o humo de carros y fábricas, la luz del amanecer y del atardecer es especialmente roja e inclusive violeta.




La noche
Asociamos la oscuridad de la noche con el color negro y con las estrellas en el firmamento.

El color negro de la noche se debe a que a la atmósfera que rodea a quien la observa apenas llega luz y por tanto no se da suficiente dispersión.


Si la tierra no tuviera atmósfera (evitando pensar que es imposible la existencia humana sin atmósferaJ), la luz solar alcanzaría nuestros ojos sin desviación de ninguno de sus colores, no recibiríamos luz dispersada ni difundida y el cielo aparecería tan negro como por la noche ( desde el espacio los astronautas pueden observar durante el día las estrellas, la luna y los planetas debido a que están fuera de la atmósfera).

6 comentarios:

  1. ¡Me encantó el dibujito! Entonces, ¿por eso en la Luna se ve el cielo negro siempre?

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  2. En este comentario hablas de muchas cosas que nos gustan en común. El cielo, la luna, la luz del sol, los colores, los atardeceres... y El Principito. Pero voy a bloquear la carga emotiva que me producen todas esas cosas y voy tratar de compartir con vos una cosa que leí hace muchos, muchos años. Estaba yo en el cole, aún no conocía a tu papá, y en aquel tiempo leía mucho más que ahora. Bueno, una vez llegó a mis manos una revista Selecciones que tenía un articulito que me llamò mucho la atención, puedo aceptar que la fuente que te cito no luce muy científica, y por supuesto no recuerdo al autor, en ese tiempo no me importó mayor cosa...un poco con la lógica del Principito. Pero lo que escribió ese desconocido me dejó muy impresionada y con unas ganas locas de constatarlo en la primera oportunidad que se me presentara. Era sobre los atardeceres y un segundo mágico que realmente se producía, pero pocas personas se tomaban el privilegio de ver, el ponía una condición clara, un atardecer totalmente despejado y una atmósfera limpia, el fenómeno ocurre un segundo antes de que el sol se oculte por completo del horizonte. Se podía observar claramente un fugaz verde rodeando al cachito de sol que se escapaba. Tuve que esperar a que llegara el verano, así papá nos llevaba a la playa, Playa Real, que en aquel entonces era absolutamente solitaria. Cuando llegò el momento del atadecer tomè camino con mi revista, hacia las rocas y allí me senté, sola, a esperar el momento, si es que era verdad. Fijé mi vista en el sol, que se hundía en el mar, y por un segundo logré ver el resplandor verde más hermoso que yo halla visto, de ese día en adelante fuí fielmente a la puesta de sol a disfrutar de ese segundo mágico. Siempre fuí sola, porque había que esperarlo con paciencia y quietud, ademàs por aquellos tiempos yo estaba especialmente sola. Luego ya vinieron otros tiempos...y dejè de ir a las puestas de sol. Despuès de toda esta historia, la pregunta sería: ¿Es esto del destello verde posible? Me gustaría escuchar la opinión de una física. Aunque ella comprenda que si esto fué solo un cuento que me creí, dentro de mí nada va a cambiar, se lo que vi y sentí. Hasta pronto, Natalia.
    Ah, y el dibujito està lindo.

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  3. Hola Nati... Me gustó mucho tu nota. Me hacen faltan los datos científicos en esta época de mi vida. Como Marta, ahora leo mucho menos que cuando era pequeña o estaba en el cole y me hacen falta muchas otras cosas como la mate, la fisica, etc. Además, el cerebrito comienza a entumirse. ¡Me encantó!

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  4. Martín: Sí, es por eso, la luna no tiene atmósfera así que no hay particulas de gas que dispersen la luz. En la luna el cielo es siempre negro y podemos ver la estrellas y planetas en cualquier momento.
    Marta: que linda historia! Me queda de tarea investigar sobre esto y ser más observadora la próxima vez que vaya a la playa y vea el atardecer
    En cuanto tenga información sobre esto la escribiré en el blog:)

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  5. (los astronautas pueden observar durante el día las estrellas, la luna y los planetas debido a que están fuera de la atmósfera)
    Entonces porque en las supuestas Fotos desde la Luna, no se ven Estrellas ni Planetas en el firmamento selenita?

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  6. una posible explicación para la duda de Felipe:

    lo primero que hay que entender es que las cámaras fotográficas no captan una fiel reproducción de lo que ven nuestro ojos, más de una vez nos ha pasado que que tomamos una foto en la noche, nosotros estábamos viendo perfectamente pero la foto sale oscurísima a veces hasta negra

    fotografiar estrellas nunca es fácil, aún con las cámaras modernas, el asunto es que la luz que nos llega de las estrellas es muy ténue y entonces para captarlas es necesario hacer una foto de larga exposición, es decir dejar la cámara con el diafragma abierto un tiempo largo, esto implica que cualquier cosa que se mueva quedará borrosa en la fotografía

    en las fotogrofías del hombre en la luna la idea principal era captar a los astronautas en la superficie lunar, así que muy probablemente las fotos fueron hechas con una exposición corta que no permitió que quedara registro del brillo de las estrellas

    que no se vea ningún planeta en principio tampoco es de extrañar, sería como esperar que en cualquier foto que tomamos en la noche salga la luna, eso sólo sucede si la incluimos en el cuadro que estamos fotografiando

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