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Por qué el cielo es de color azul

Alguna vez te preguntaste ¿por qué el cielo es azul?, ¿por qué se vuelve rojizo en el atardecer y el amanecer?.

En un día soleado y despejado, el color del cielo suele ser azul. Sin embargo, los colores que podemos vislumbrar en el cielo a lo largo del día son muy variados. Desde un azul más claro, hasta el gris o anaranjado. Pero, ¿por qué el cielo es azul?

Mientras que el Sol es de un blanco amarillento cegador, durante el ocaso es habitual verlo rojo y no tan brillante, por lo que el cielo del poniente también se ve de ese color. Así, según sea el color del sol, el color del cielo cambiará.

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Por qué el cielo es de color azul

Por qué el cielo es de color azul

Las ondas de luz y el color del cielo

Como dijmos al comienzo, según el color del sol, así será el color del cielo. Y es que la luz es una forma de energía que se transmite por ondas, al igual que el sonido. Pero con una importante diferencia: el sonido necesita de un medio material, ya sea sólido, líquido o gaseoso, para transmitirse, pero nunca lo hace a través del vacío.

La luz, en cambio, es una onda electro-magnética que puede viajar en el vacío o a través de medios transparentes, como el aire y el agua. A su vez, la luz del sol está compuesta de multitud de ondulaciones de diferentes longitudes de onda.

La longitud de onda es la distancia entre dos picos sucesivos de una misma onda. Por otra parte, nuestros ojos pueden ver un cierto rango de longitudes de onda y corresponden a colores que van desde el rojo en la longitud de onda más larga, pasando por el anaranjado, amarillo, verde y azul hasta llegar al violeta, es decir, la longitud de onda más corta que podemos ver.

Para que te hagas una idea, el color verde se corresponde con una longitud de onda de unas cinco diezmilésimas de milímetro. Como consecuencia, según el color por la inclinación del Sol, así veremos las ondas de la luz a través del aire.

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Por qué el cielo es de color azul

Por qué el cielo es de color azul

La atmósfera terrestre y el cielo azul

La atmósfera terrestre es una mezcla de moléculas gaseosas que contiene un 78% de nitrógeno, un 21% de oxígeno y un 1% de argón y vapor de agua, así como trazas de otros gases. También hay en suspensión partículas de polvo, cristales de hielo, ceniza. Además, la atmósfera es más densa cerca de la superficie terrestre, cosa que también influye en el color del cielo.

En el vacío, la luz viaja en línea recta porque no hay nada que la perturbe. En cambio, al penetrar en la atmósfera, la luz puede encontrarse con un grano de polvo o una molécula, en cuyo caso pueden suceder diferentes cosas:

  • Si los granos de polvo y las gotas de agua son de tamaño mucho mayor que la longitud de onda de la luz visible, actuarán como espejos que reflejarán la luz incidente en diferentes direcciones, pero sin cambiarle el color.
  • En caso de que las moléculas sean más pequeñas que la longitud de onda de la luz visible, cuando una onda luminosa choca con una molécula, esta puede absorber la luz para luego emitirla en cualquier otra dirección. Este fenómeno se conoce con el nombre de dispersión. Sin embargo, las moléculas son mucho más eficientes para dispersar la luz de longitud de onda corta o azul que la luz de longitud de onda larga de color rojo. Este proceso fue estudiado por el físico Lord John Rayleigh alrededor de 1870, por ello se conoce como 'dispersión Rayleigh'.

El cielo azul

Según lo expuesto, podemos afirmar que el cielo azul se debe a la dispersión Rayleigh. De este modo, cuando la luz del Sol atraviesa la atmósfera para llegar hasta nosotros, la mayor parte de la luz roja, naranja y amarilla, que son las longitudes de onda largas, pasan sin ser casi alteradas.

No obstante, buena parte de la luz de longitudes de onda más cortas es dispersada por las moléculas gaseosas del aire. De esta manera, si miramos a cualquier parte del cielo, estaremos viendo algo de esa luz dispersada, que es azul, por eso vemos el cielo azul también. Por otra parte, la luz que nos llega directamente del Sol se ve amarillenta porque perdió parte de su color azul.

Ya hemos contestado a la pregunta de por qué el cielo es azul. Sin embargo, al mirar hacia un punto más cercano al horizonte, el cielo se verá de un color azul más pálido. Esto es debido a que, para llegar hasta nosotros, la luz del cielo debe atravesar, en este caso, una mayor cantidad de aire, por lo tanto, se vuelve a dispersar. Así, la luz que nos llega del cielo cercano al horizonte habrá perdido entonces parte de su color azul, viéndose más pálida o blanquecina.

En cambio, en órbita fuera de la atmósfera terrestre el Sol se ve blanco y el color del cielo es negro. Esto es así porque al no haber moléculas que dispersen la luz, todas las longitudes de onda de la luz solar nos llegan por igual, por eso el Sol se ve blanco. De este modo, el cielo se ve negro porque no hay nada que disperse la luz.

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Por qué el cielo es de color azul

Por qué el cielo es de color azul

El color del cielo durante el ocaso

Por último, según el Sol esté más cerca del horizonte, la luz debe atravesar una porción de atmósfera cada vez mayor para llegar a nosotros, pues la atmósfera es muy delgada comparada con el radio terrestre. El color del Sol va cambiando porque se van dispersando cada vez más las longitudes de onda cortas (azul y verde), y solo nos llega la luz de tonalidades rojas.

Y esa es la razón de por qué el cielo es azul en determinados momentos del día y rojizo o anaranjado en otros.