Color Luz. ¿Porqué el cielo se ve rojizo al atardecer?

La responsable de este efecto es la atmósfera, no sólo de que se vea rojo en ocasiones sino también del propio azul. De hecho por ejemplo en la luna no se produce este efecto por la ausencia de la misma.

La atmósfera terrestre es una mezcla de moléculas gaseosas (78% nitrógeno, 21% oxígeno, 1% argón y vapor de agua, trazas de otros gases); hay también en suspensión partículas de polvo, cristales de hielo, cenizas, etc. Su densidad (número de moléculas y partículas) disminuye conforme nos alejamos de la superficie terrestre.

La luz (visible) emitida por el Sol está compuesta por ondas electromagnéticas de diferente longitud. Nuestros ojos pueden ver un cierto rango de longitudes de onda, que corresponden a distintos colores: desde el rojo (longitud de onda más larga), pasando por anaranjado, amarillo, verde y azul, al violeta (la longitud de onda más corta que podemos ver).

Color / Longitud de onda (nm)
Violeta / 380-436
Azul / 436-495
Verde / 495-566
Amarillo / 566-589
Naranja / 589-627
Rojo / 627-770

Conforme la luz pasa por la atmósfera, se produce una dispersión de los rayos al chocar con las partículas y moléculas presentes en la atmósfera. La dispersión de la luz depende de la relación entre la longitud de onda de la luz y el tamaño de las partículas. Si las partículas son mayores que la longitud de onda, la dispersión es independiente de ésta, y se rige por la teoría de Mie. Todas las longitudes de onda sufren la misma dispersión, es decir, afecta a todos los colores por igual. 

Si las partículas son menores que la longitud de onda, entonces la dispersión depende de la misma, siendo mayor a longitudes de onda menores. Esta dispersión se conoce como dispersión de Rayleigh. El coeficiente de dispersión es inversamente proporcional a la cuarta potencia de la longitud de onda.

En pleno día con el sol en la perpendicular del punto de observación, la luz llega atravesando la menor cantidad de aire y al mirar el cielo se ve de color azul. Esto es debido a que en nuestra atmósfera los colores que más se dispersan son el azul y violeta, los de menor longitud de onda según la teoría anterior. Esto significa que los fotones correspondientes al azul que reciben nuestros ojos no provienen directamente del sol, sino del "rebote" en las partículas de las atmósfera. La sensibilidad de nuestros ojos y la alta dispersión del violeta que nos llega con mucha menor intensidad hace que lo percibamos azul y no violeta.

Cuando amanece o el sol se pone en el ocaso la luz atraviesa la atmósfera de forma más oblicua para nuestro punto de observación y por tanto, va atravesando más capas de aire y de mayor densidad por estar cercanas a la superfície. Es entonces cuando se produce una mayor dispersión de la luz que no sólo afecta al azul sino al resto de longitudes de onda.

El rojo, naranja y amarillo por ese orden son los de mayor longitud de onda y por lo tanto sufren menos dispersión, al llegarnos en solitario apreciamos todo con unos colores más cálidos próximos a estas gamas incluido el propio sol. El efecto del cielo rojo corresponde a la dispersión de los rayos de mayor longitud de onda en las partículas de la atmósfera. De hecho en ocasiones se puede observar toda una gama de colores desde el sol hasta el lado opuesto del horizonte.


Fuente: elrincondeljavier.net