Teórico

Variable independiente

Según Randy Russel,  La luz visible es una de las formas como se desplaza la energía. Las ondas de luz son el resultado de vibraciones de campos eléctricos y magnéticos, y es por esto que son una forma de radiación electromagnética (EM). La luz visible es tan sólo uno de los muchos tipos de radiación EM, y ocupa un pequeño rango de la totalidad del espectro electromagnético . Sin embargo, podemos percibir la luz directamente con nuestros ojos, y por la gran importancia que tiene para nosotros, elevamos la importancia de esta pequeña ventana en el espectro de rayos EM.

Randy Russel. (13 de julio de 2005). Luz Vizible. 13/11/2019, de Ventanas Al Universo    https://www.windows2universe.org/physical_science/magnetism/em_visible_light.html&lang=sp

Según Fernando Pino, El espectro visible de luz es el espectro de radiación electromagnética que es visible para el ojo humano. Va desde una longitud de onda de 400 nm hasta 700 nm. Además, también se conoce con otro nombre: el espectro óptico de la luz.

Estas son entonces las ondas que componen lo que llamamos luz visible. Cuando estamos viendo un objeto, es porque ese objeto está siendo iluminado por la luz visible. Por otra parte, cuando vemos que el cielo es de color azul, que el pasto es de color verde o que el cabello de alguien es de color negro, es porque en ese momento estamos recibiendo diferentes longitudes de onda en la banda de los 400 nm y los 700 nm.

Fernando Pino. (2012). El espectro visible de luz. 13/11/2019, de VIX Sitio web: https://www.google.com/amp/s/www.vix.com/es/btg/curiosidades/2011/10/02/el-espectro-visible-de-luz%3famp

La interacción entre luz y materia puede ser:

  • Cambio de la dirección: Reflexión (con o sin difusión) y refracción.
  • Absorción de la radiación. Que se reenvía de modo no visible y causa la coloración de los cuerpos.
  • Fluorescencia: Absorción de la radiación seguida de un reenvío a una longitud de onda mayor.

Las leyes de la conservación de la energía se mantienen, por lo que se suma de lo reflejado, transmitido y absorbido debe ser igual a la energía original.

Mauro Boscarol. (Octubre de 2007). Interacción entre luz y materia. 13/11/2019, de Imagen Digital Sitio web: http://www.gusgsm.com/interaccion_entre_luz_y_materia

El espectro electromagnético se extiende desde las bajas frecuencias usadas para la radio moderna (extremo de la onda larga) hasta los rayos gamma (extremo de la onda corta), que cubren longitudes de onda de entre miles de kilómetros y la fracción del tamaño de un átomo. Se piensa que el límite de la longitud de onda corta está en las cercanías de la longitud Planck, mientras que el límite de la longitud de onda larga es el tamaño del universo mismo, aunque en principio el espectro sea infinito y continuo.

Guillermo Perez. (2009). Espectro electromagnético. 14/11/2019, de Espectrometría Sitio web: https://www.espectrometria.com/espectro_electromagntico

La luz (como la luz solar), al igual que el sonido, es una combinación de “tonos” de diferente frecuencia y por ende longitud de onda. Se puede decir que los tonos es al sonido lo que los colores es la luz. La luz es entonces una combinación de colores (cada color de diferente frecuencia y longitud de onda). La luz blanca es una mezcla de rayos de luz combinados (rayos infrarrojos, rayos ultravioleta, etc).

La luz (como la luz solar), al igual que el sonido, es una combinación de “tonos” de diferente frecuencia y por ende longitud de onda. Se puede decir que los tonos es al sonido lo que los colores es la luz. La luz es entonces una combinación de colores (cada color de diferente frecuencia y longitud de onda). La luz blanca es una mezcla de rayos de luz combinados (rayos infrarrojos, rayos ultravioleta, etc).

Anónimo. (2016). Luz – longitud de onda, frecuencia, colores. 14/11/2019, de Electrónica Unicrom Sitio web: https://unicrom.com/luz-longitud-de-onda-frecuencia-colores/

Es una región muy estrecha pero la más importante, ya que nuestra retina es sensible a las radiaciones de estas frecuencias. La luz visible es una región del espectro electromagnético comprendida entre 780 a 390 nm. Las diferentes sensaciones que la luz produce en el ojo, se denominan colores, dependen de la frecuencia (o de la longitud de onda electromagnética) y corresponden a los siguientes intervalos para una persona promedio:

RegiónFrecuencia (1012 Hz)Longitud de onda en 10-9 m
Rojo384-482780-622
Naranja482-503622-597
Amarillo503-520597-577
Verde520-610577-492
Azul610-659492-455
Violeta659-769455-390

Fuente: Hetch-Zajac. Optica. Addison-Wesley Iberoamericana (1986), pág 60

Angel Franco García. (2010). El espectro electromagnético. 14/11/2019, de sc.ehu.es Sitio web: http://www.sc.ehu.es/sbweb/fisica_/cuantica/experiencias/espectro/espectro.html

El espectro electromagnético es el rango total de toda la radiación electromagnética. Se extiende desde la menor longitud de onda (por ejemplo, los rayos gamma) hasta la mayor longitud de onda, como las ondas de radio.

Se compone de diversos subrangos o porciones, cuyos límites no son del todo definidos y tienden a superponerse. Cada franja del espectro se distingue de las otras en el comportamiento de sus ondas durante la emisión, transmisión y absorción, así como en sus aplicaciones prácticas.

Las ondas electromagnéticas son vibraciones accionadas por los campos eléctricos y magnéticos del universo. Estas ondas son capaces de propagarse en el vacío a una velocidad muy cercana a la de la luz.

María Estela Raffino. (31 de mayo de 2019). Especto Electromagnético. 14/11/2019, de Conecpto.de Sitio web: https://concepto.de/espectro-electromagnetico/

Cuando oigas hablar del espectro electromagnético, no pienses en una presencia fantasmagórica. Se llama así al conjunto de todos los tipos de luz, o radiaciones electromagnéticas que existen.

El abanico es infinito, pero se puede dividir en grandes grupos, cada uno de ellos con peculiaridades, cuyos nombres seguramente te sonarán: radio, microondas, infrarrojo, visible, ultravioleta, rayos X y rayos gamma. Lo que diferencia a unas de otras es su frecuencia, que es el número de pulsos que una señal repite por segundo y que viene a ser como la huella dactilar que identifica a una onda.

También se utiliza la longitud de onda, que es la distancia entre dos pulsos de la misma amplitud y es inversamente proporcional a la frecuencia. Cada longitud de onda es un color, aunque la mayor parte de ellos son invisibles para nosotros. Todos los cuerpos emiten radiación electromagnética cuya frecuencia depende de la temperatura a la que se encuentren: a mayor energía mayor frecuencia.

REDACCIÓN QUO. (24 de junio de 2019). ¿QUÉ ES EL ESPECTRO ELECTROMAGNÉTICO? Un abanico de luz. 14/11/2019, de QUO Sitio web: https://www.quo.es/ciencia/a32628/que-es-el-espectro-electromagnetico/

La oscilación o la aceleración de una carga eléctrica cualquiera genera un fenómeno físico integrado por componentes eléctricos y magnéticos, conocido como espectro de radiación de ondas electromagnéticas.

Espectro completo de las radiaciones de ondas electromagnéticas.

Ese espectro se puede ordenar a partir de ondas que poseen frecuencias muy bajas de pocos hertz (Hz) o ciclos por segundo con longitudes muy largas, como las de la frecuencia de la corriente alterna que empleamos en nuestras casas, hasta llegar a ondas de frecuencias muy altas, de miles de millones de hertz o ciclos por segundo con longitudes extremadamente cortas, como las que poseen las radiaciones cósmicas.

La única diferencia existente entre un grupo de ondas y otras dentro del espectro electromagnético es su frecuencia en hertz (Hz), su longitud en metros (m) y el nivel de energía que transmiten en joule (J).

José E. García Álvarez. (Septiembre 2015). ASÍ FUNCIONA. EL ESPECTRO ELECTROMAGNÉTICO. 14/11/2019, de Así Funciona Sitio web: http://www.asifunciona.com/fisica/af_espectro/af_espectro_1.htm

Utilidades básicas del espectro electromagnético, divididas según las bandas del espectro electromagnético:

  • Microondas: telecomunicaciones, calentar la comida con el aparato microondas, radares.
  • Rayos X: por ej, para ver el interior del cuerpo.
  • Infrarrojo: telecomunicaciones, detección de estrellas y otros cuerpos.
  • Radio: transmisiones de radio, wi-fi, telecomunicaciones civiles, militares y estatales, comunicación satelital.
  • Espectro visible: es el rango donde están los colores que percibimos con nuestros ojos. Pueden utilizarse estas ondas de luz para transmitir información (como en la fibra óptica), también se utiliza en láseres.
  • Ultravioleta: aplicaciones en la medicina.

Anónimo. (04 de abril de 2011). ¿Para qué sirve el espectro electromagnético?. 14/11/2019, de Alegsa.ar Sitio web: http://www.alegsa.com.ar/Diccionario/C/17963.php

Variable dependiente

El cielo parece ser azul debido a la manera en que la atmósfera interactúa con los rayos del sol. La luz blanca, como la emitida por el sol, está compuesta por muchos colores diferentes de luz, cada uno con su propia longitud de onda correspondiente. Cuando esta luz encuentra materia, pueden ocurrir varios efectos debido a que cambia de velocidad a medida que viaja de un medio (aire) a otro (agua).

Los prismas descomponen la luz blanca en sus colores constituyentes. El color azul del cielo se debe a un fenómeno denominado dispersión de Rayleigh,  que se refiere a la dispersión selectiva de la luz por partículas cuyo tamaño es menor que un décimo de la longitud de onda de la luz. Ocurre con mayor frecuencia cuando la luz viaja por gases (aunque también sucede con sólidos y líquidos transparentes).

Mohar España. (30 de mayo de 2018). ¿POR QUÉ EL CIELO ES AZUL?. 14/11/2019, de Muy Interesante Sitio web: https://www.muyinteresante.com.mx/preguntas-y-respuestas/cielo-azul/

El cielo es azul porque el sol pertenece a la secuencia principal de estrellas y por tanto aún convierte hidrógeno en helio liberando la energía sobrante en una serie de ondas electromagnéticas que incluyen el espectro completo de luz visible y con él todos los tonos posibles de azul.El cielo es azul porque otras estrellas remotas produjeron hierro, níquel, nitrógeno y otros elementos que se aglutinaron en la Tierra en cantidad suficiente para atrapar gravitatoriamente a los de naturaleza gaseosa, que como tales tendían a escaparse.El cielo es azul porque nuestros antepasados, las bacterias, inauguraron hace millones de años un ciclo que aportaría a esta atmósfera inicial grandes cantidades de oxígeno y nitrógeno, momento hasta el cual el cielo era probablemente de otro color triste o vago.

MARTA GARCÍA-MATOS. (03 de abril de 2017). ¿Por qué el cielo de día es azul?. 14/11/2019, de La Vanguardia Sitio web: https://www.lavanguardia.com/ciencia/fisica-espacio/20170403/421370148609/preguntas-big-vang-por-que-cielo-es-azul.html

Al descomponerse los colores, las longitudes de onda de violeta y azul son más cortas que las amarillas (más intermedias) o su extremo, el rojo, con longitudes más larga. Eso es lo que provoca esta especie de abanico de colores. Cuándo los rayos del Sol atraviesan la atmósfera, lo hacen a través del vapor de agua, polvos, cenizas, etc. En este punto, los rayos de luz violetas y azules se desvían en mayor medida que los amarillos y rojos. Esos rayos, al chocar constantemente con partículas de aire cargadas de humedad, polvo y cenizas, provocan un cambio constante en la trayectoria. Este proceso, se conoce como “esparcimiento”. Esto es lo que provoca ese color azulado. Al esparcirse cuatro veces más rápido que los colores rojos debido a la longitud de onda más corta, es lo que provoca que tengamos esa sensación azul general y que no está focalizada a un solo punto.

Claudi Casals. (2018). ¿Por qué el cielo es de color azul y no de otro color?. 14/11/2019, de Metereología en Red Sitio web: https://www.meteorologiaenred.com/por-que-el-cielo-es-azul-2.html

La Atmósfera que compone al cielo no tiene color y el color depende de dos cosas

  • La Lux del sol (luz visible)
  • La Atmósfera

Aldo. (11 de Octubre de 2014). ¿POR QUÉ EL CIELO ES AZUL?. 14/11/2019, de El Robot de Platón Sitio web: https://www.youtube.com/watch?v=W9PCt9ptVZw

Tyndall explicó por qué el cielo es azul. Lo hizo en la década de 1860 en la Royal Institution de Londres, donde ejerció como profesor de física durante 34 años. En el curso de sus investigaciones sobre la energía radiante del aire, construyó un tubo de vidrio que simulaba la atmósfera, con una fuente de luz blanca en su extremo que actuaba como sol. Tyndall observó que, a medida que introducía humo en el tubo, el haz de luz se veía azulado desde el lateral del tubo, pero rojizo desde el extremo opuesto a la fuente.

Aquel fenómeno le indujo a proponer que las partículas de polvo y vapor de la atmósfera dispersaban la luz azul, que llegaba a nuestros ojos. Hoy sabemos que el azul se dispersa más por su menor longitud de onda, mientras que el rojo penetra más por ser la onda más larga de la luz visible. Cuando el recorrido de la luz a través del aire aumenta, como ocurre al amanecer y al atardecer con el sol más bajo, el azul se dispersa antes de llegar a nuestra línea visual y observamos la dispersión del rojo.

Javier Yanes. (2019). John Tyndall, el hombre que explicó por qué el cielo es azul. 15/11/2019, de OpenMind BBVA Sitio web: https://www.bbvaopenmind.com/ciencia/grandes-personajes/john-tyndall-el-hombre-que-explico-por-que-el-cielo-es-azul/

La respuesta más sencilla es que el cielo se ve celeste por la interacción de la luz blanca proveniente del Sol con las moléculas de aire de nuestra atmósfera.

Si queremos profundizar un poco más, podemos investigar sobre cómo se comporta la luz, y cuáles son exactamente las moléculas en cuestión. La luz blanca que proviene de una estrella (en nuestro caso el Sol), al interactuar con un medio material transparente (como el aire) se dispersa en un conjunto de tonalidades que se pueden agrupar en siete colores.

Marga Azabal. (2018). ¿Por qué el cielo se ve azul?. 15/11/2019, de VIX Sitio web: https://www.vix.com/es/btg/curiosidades/2011/02/14/%C2%BFporque-el-cielo-se-ve-azul

Visitamos Cosmocaixa, el museo de la ciencia de la Obra Social La Caixa en Alcobendas (Madrid), para que nuestro catedrático de Física Aplicada, Antonio Ruiz de Elvira, nos lo explique. La luz que tenemos en la Tierra es el efecto de la dispersión de los rayos del Sol por las moléculas del aire. Cojan una perla de vidrio, miren a través de una gota de agua fijada en el cristal de su coche: la luz, cuando atraviesa las moléculas de agua (o de vidrio), cambia su dirección y se propaga en otras muchas. Y no solo eso: cada color de la luz blanca se propaga en direcciones distintas.

Al amanecer, y al anochecer, el cielo es rojo: los rayos de luz blanca(mezcla de todos los colores) del Sol se dispersan hacia arriba menos los de color rojo. Según va subiendo el Sol sobre el horizonte, nos llegan dos tipos de rayos: luz blanca, directa, y la luz azul de la dispersión de los rayos blancos en las moléculas del aire, esencialmente en las moléculas de vapor de agua de la atmósfera: cuando miramos hacia arriba vemos el cielo azul.

Creemos que no vemos el aire, y sí lo vemos, si sabemos mirar. Las sombras en la Tierra son grises, y las plantas crecen en esas sombras, porque les llega la luz. Se dice de vez en cuando que podríamos colonizar Marte. ¿Podríamos vivir allí como seres humanos?

Mario Viciosa. (03 de febrero de 2008). ¿Por qué de día vemos el cielo de color azul?. 15/11/2019, de El Mundo Sitio web: https://www.elmundo.es/elmundo/2013/02/01/ciencia/1359735941.html

¿Sabías que si nuestro planeta no tuviera atmósfera veríamos el cielo completamente negro (incluso con la presencia del Sol)? El color azul del cielo es el resultado de la interacción de los rayos de luz solar con la atmósfera.

Las diversas moléculas que forman la atmósfera, la humedad, las partículas de polvo y la ceniza son las responsables de la variedad de colores que puede tomar el cielo.

La luz blanca, como la emitida por el Sol, está compuesta de gran variedad de colores, cada uno con su longitud de onda. Según el tamaño que tengan estas partículas en comparación con la longitud de onda de la luz solar, se producirá un tipo de difusión u otra: Rayleigh o Mie.

Nuria Cabesella. (25 de febrero de 2017). ¿Por qué el cielo es azul?. 15/11/2019, de eltiempo.es Sitio web: https://noticias.eltiempo.es/por-que-el-cielo-es-azul/

La luz blanca del Sol está compuesta por todos los colores y cada color se desplaza en ondas de distinta longitud. Podemos pensarlas como una serie de olas que viajan muy juntas (onda corta) o que viajan más distanciadas (onda larga).

Al ingresar a la atmósfera, la luz “choca” con los gases y partículas que hay en el aire (moléculas gaseosas, partículas de polvo, cristales de hielo, cenizas, sales, etc.) y, dependiendo del tamaño de estas partículas y de la longitud de la onda, pueden ocurrir distintos efectos.

El color azul del cielo se debe a un fenómeno denominado dispersión de Rayleigh,  que se refiere a la dispersión selectiva de la luz por partículas cuyo tamaño es menor que un décimo de la longitud de onda de la luz.

Universidad Tecnologica Nacional (Arg). (13 de junio de 2018). Si el espacio es negro, ¿por qué vemos el cielo azul?. 15/11/2019, de Climatología Sitio web: http://climatologia.sanfrancisco.utn.edu.ar/noticia/si-el-espacio-es-negro-por-que-vemos-el-cielo-azul-2

El cielo parece azul porque las moléculas de gas difractan, o ‘dispersan’, las longitudes de onda corta mejor que las largas.Las ondas azules se dispersan al azar y cambian de dirección muchas veces al atravesar la atmósfera. Así, las ondas largas nos llegan a los ojos casi en línea recta desde el Sol, mientras que las azules nos llegan del cielo en todas direcciones, y éste parece azul.A diferencia de las moléculas de gas, las partículas más grandes que hay, suspendidas en el aire difractan lo mismo las ondas largas que las azules. Cuando abundan en la atmósfera esas partículas mayores, la dispersión de las ondas largas disminuye la intensidad del azul que vemos, y el firmamento nos parece azul claro o incluso blanco lechoso.

Anónimo. (11 de marzo de 2018). ¿Por qué el cielo es azul?. 15/11/2019, de Seleciones.com Sitio web: https://selecciones.com.mx/por-que-el-cielo-es-azul/