Desde hace mucho tiempo nos hemos preguntado el por qué el cielo es azul en el día y rojizo en el amanecer y atardecer. De esta duda (no exactamente), surge en el siglo XIX la espectrografía que estudia la relación entre la materia y la radiación que genera. La luz es un tipo de radiación.
Una de las ideas era que el mismo aire hacía que la luz tomara colores diferentes. La hipótesis era que las moléculas de los gases y otros materiales dispersaban la luz específicamente en un rango del espectro.
La dispersión según la RAE es la «Descomposición de una radiación en sus diferentes longitudes de onda por la acción del medio de propagación, como la luz cuando atraviesa las gotas de lluvia formando el arco iris«. Dispersión es la separación de los componentes de algo.
La luz que llega a la tierra del sol es Blanca, es decir, contiene todos los colores del espectro. La dispersión de la luz quiere decir que se separan algunos de sus colores.
Lord Rayleigh, en 1871, dio la primera explicación indicando que cuando la luz (o cualquier radiación electromagnética) choca con partículas más pequeñas que la longitud de onda, se dispersan sus fotones.
La dispersión con la longitud de onda (~λ-4) supone que en la atmósfera la luz azul y violeta de longitud de onda más corta se dispersará más que las longitudes de onda más larga (luz amarilla y especialmente la luz roja). En la atmósfera, esto provoca que los fotones de luz azul se dispersen mucho más que los de longitudes de onda mayores
La longitud de onda de la luz es lo que le «da» su color. Cuando la luz choca con las moleculas de gases de la atmósfera y es absorbido por el ozono, se dispersan «sus colores» menos el azul.
El cielo en el atardecer o amanecer lo vemos enrojecido debido a que la luz atraviesa mucho más espesor de atmósfera más cercana a la superficie de la tierra, donde es más densa y los rayos que nos llegan están muy empobrecidos en fotones de «luz azul y verde» (longitud de onda corta y media), ya que fueron dispersados en su recorrido hasta nosotros, y es un recorrido más largo.
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