Los colores del cielo, la belleza a través de la física

Anuncio
@@h?
@@h?
@@h?
@@h?
@@h?
@@h?
@@h?
JUEVES
17 DE FEBRERO DEL 2005
Vivir Ciencia
Los colores del cielo,
la belleza a través de la física
T
odas las coloraciones y
formas que el cielo nos ofrece, tienen una propiedad
común: que no pueden imitarse con los medios humanos. Siempre que se intenta
reproducirlas sobre un lienzo, un papel, madera o metal,
se fracasa irremediablemente. Son obra de un maestro que dispone de medios
verdaderamente «celestiales». Su pincel es la luz solar,
y su lienzo es el voluble éter
con sus nubes y el finísimo
tejido del velo del polvo
atmosférico: ningún artista
dispone de ellos.
Mª ISABEL SUERO LÓPEZ
[email protected] GRUPO DE INVESTIGACIÓN ORIÓN. ÁREA DE ÓPTICA. DPTO. DE FÍSICA. UEX
??
La belleza del cielo
no es más
que el resultado
de la interacción
de la luz del Sol
con la atmósfera
??
@@
@@
@@
@@
@@
@@
@@
@@
@@
@@
@@
@@
@@
@@
@@
@@
@@
@@
@@
@@
@@
@@
@@
@@
@@
@@
@@
@@
@@
@@
@@
@@
@@
@@
@@
@@
@@
@@
@@
@@
@@
@@
@@
@@
@@
@@
@@
@@
@@
@@
@@
@@
@@
@@
@@
@@
@@
@@
@@
@@
@@
@@
@@
@@
@@
@@
@@
@@
@@
@@
@@
@@
@@
@@
@@
@@
@@
@@
@@
@@
@@
@@
@@
@@
@@
@@
@@
@@
@@
@@
@@
@@
@@
@@
@@
@@
@@
@@
@@
[email protected]@
[email protected]@
[email protected]@
[email protected]@
[email protected]@
[email protected]@
[email protected]@
[email protected]@
¿Por qué el cielo es azul?
s un hecho conocido que cuando un
rayo de luz solar, atraviesa algunos
medios transparentes, como es el caso de
un prisma óptico, aparecen una serie de
colores que constituyen el llamado espectro visible (porque es la parte del espectro
electromagnético que percibe el ojo humano) y que va desde el color rojo en un extremo, al violeta en el otro (Figura 1).
Este mismo efecto se puede observar
cuando los rayos solares iluminan la lluvia o una cortina de agua (se ve muy bien
en una manguera de riego o en muchas de
las fuentes de las que adornan nuestras
ciudades, cuando el Sol está situado detrás
del observador), debido a que las gotas de
agua pueden formar pequeñas esferas que
actúan como los prismas. Se verá un arco
que es siempre rojo por su borde exterior
y hacia dentro presenta una gama continua con todos los colores apareciendo en
este orden: el naranja, el amarillo, el verde, el azul y el violeta.
Para explicar el color azul del cielo, imaginemos que hacemos pasar un rayo de
Sol por un prisma de vidrio. Dicho prisma desvía la dirección de propagación del
rayo de luz siendo esta desviación diferente para cada color, de manera que como
consecuencia de ello, al ser distinta la desviación que sufre cada color, estos se separan (se dispersan) y dejan de producir el
color blanco que resultaba de la suma de
todos ellos.
Si se realiza esta experiencia se puede
observar que el rayo violeta es el que se
ha separado más de la dirección del rayo
incidente y ahí esta precisamente una de
las razones que explican el color del cielo. Como la desviación es máxima para los
E
THEO
LÖBSACK
(EL ALIENTO DE LA TIERRA)
¿Por qué en los días muy
nublados el cielo es gris,
y a veces casi negro?
i la luz interactúa con partículas grandes, ocurre un proceso mucho más sencillo: la partícula simplemente absorbe parte de la luz y al absorber toda la
gama de colores prácticamente
por igual, el resultado es la atenuación de la luz blanca hacia
grises cada vez más oscuros.
Esta es la causa de que en los
días muy nublados, cuando las
nubes son muy gruesas, el cielo aparezca más o menos gris, y
a veces casi negro.
S
¿Por qué las salidas
y puestas de Sol
son tan rojas?
i el horizonte es amplio,
(como sucede en la ciudad de
Badajoz), las salidas y puestas
de Sol nos brindan a diario hermosos espectáculos, los más
bellos que el aire puede ofrecer
a nuestros ojos.
Al amanecer y al atardecer,
el camino que la luz solar recorre dentro
de la atmósfera es mas largo, lo que hace
crecer la probabilidad de que la luz acabe
chocando con una partícula, de manera
que incluso la parte amarilla es afectada
y difundida y solo los rayos rojos, los más
direccionales, siguen un camino casi rectilíneo y llegan hasta nosotros directamente desde el Sol. De ahí el color rojo del
Sol saliente y poniente (Figura 2).
Ya antes de que el Sol se hunda en el
horizonte, vemos cómo el colorido del cielo se vuelve más intenso, mas saturado.
Mientras la luz que aparece en los alrededores del disco solar vira hacia el amarillo-rojizo y en el horizonte resulta naranja-amarillenta, el azul del cielo en el cenit,
se vuelve más intenso.
Cuando el Sol se halla a una distancia
angular de 1 ó 2 grados por encima del
horizonte, la luz crepuscular derrama
sobre el borde del cielo su mágica luminosidad. Poco a poco, el resplandor amarillo se transforma en una luz rojo-anaranjada, y, finalmente, en una luminosidad centelleante color fuego, que, algunas
S
FIGURA 2
@@h?
@@h?
@@h?
@@h?
@@h?
@@h?
@@h?
@@h?
@@
@@
@@
@@
@@
@@
@@
@@
@@
@@
@@
@@
@@
@@
@@
@@
@@
@@
@@
@@
@@
@@
@@
@@
@@
@@
@@
@@
@@
@@
@@
@@
@@
@@
@@
@@
@@
@@
@@
@@
@@
@@
@@
@@
@@
@@
@@
@@
@@
@@
@@
@@
@@
@@
@@
@@
@@
@@
@@
@@
@@
@@
@@
@@
@@
@@
@@
@@
@@
@@
@@
@@
@@
@@
@@
@@
@@
@@
@@
@@
@@
@@
@@
@@
@@
@@
@@
@@
@@g
@@g
@@g
@@g
@@g
@@g
@@g
@@g
@@g
@@g
@@g
veces, llega a presentar el rojo color de la
sangre.
Cuando ya el astro diurno ha desaparecido bajo el horizonte, se observa en el
oeste del cielo un resplandor purpúreo,
que alcanza su máxima intensidad cuando el Sol ha descendido unos 5° por debajo del horizonte. Encima del lugar en donde se ha puesto el Sol, separado del horizonte por una estrecha franja rojo-parda,
suele verse un semicírculo cuyo color varía
entre el púrpura y el rosa.
Cuando existe una cantidad anormalmente elevada de aerosoles (polvo atmosférico), la luz del amanecer y del atardecer es especialmente roja. Sucede generalmente cuando existen presiones
atmosféricas elevadas (anticiclón) ya que
la concentración de partículas de polvo en
el aire es mayor a altas presiones. Los colores rojos intensísimos que solemos contemplar en algunas ocasiones esporádicas
aquí en Extremadura, por el mes de octubre, pueden ser debidos al aumento de
aerosoles por la quema de los barbechos
de las cosechas.
FIGURA 1
N
rayos azul-violeta y mínima para los amarillos-rojizos, los rayos de colores amarillos y rojos viajan directamente del Sol a
nuestros ojos (se desvían poco de la dirección inicial) y los azul-violeta se reparten
por toda la atmósfera (se desvían mucho),
de manera que cuando miramos directamente al Sol, lo veremos rojizo (o prácticamente blanco) y cuando miramos a un
lugar del cielo donde no está el Sol lo
vemos azul.
Por otra parte, los rayos de luz chocan
con las partículas suspendidas en el aire
(el aerosol atmosférico) y nuevamente los
rayos violetas y azules, varían su trayectoria, mucho más que los amarillos-rojizos (si las partículas son pequeñas se conoce como la difusión de Rayleigh), realizando, una danza en zigzag en el seno del
aire antes de alcanzar el suelo terrestre.
Por esta razón, cuando los rayos azul-violeta al fin, llegan a nuestros ojos, no parecen venir directamente del Sol, sino que
nos llegan de todas las regiones del cielo,
como en forma de fina lluvia. De ahí que
el cielo nos parezca azul, mientras el Sol
aparece de color amarillo.
¿Puede haber coloraciones
especiales por otras
circunstancias?
n casos excepcionales pueden aparecer
coloraciones especiales debido sobretodo, a la contribución de los volcanes en
actividad. Cuando se produjo la erupción
del volcán Krakatoa (26 y 27 de agosto de
1883) se presenció en la Tierra un notable
ejemplo de ello. El cielo permaneció oscuro durante varios días. Se produjeron en
el aire fantásticos fenómenos cromáticos
que continuaban aun meses después del
cataclismo; entre otros, se observaron
asombrosas coloraciones durante las salidas y puestas de sol y se vieron soles de
todos los colores, entre ellos rojo-cobre y
verde. También se vieron soles de color
azul, como pueden asimismo verse en
raras ocasiones en Europa, cuando en el
Canadá, por ejemplo, se produce un gran
incendio forestal y los vientos del Oeste
arrastran hasta nuestro Continente partículas de ceniza finísimas.
@@
@@
@@
@@
@@
@@
@@
@@
@@
@@
@@
@@
@@
@@
@@
@@
@@
@@
@@
@@
@@
@@
@@
@@
@@
@@
@@
@@
@@
@@
@@
@@
@@
@@
@@
@@
@@
@@
@@
@@
@@
@@
@@
@@
@@
@@
@@
@@
@@
@@
@@
@@
@@
@@
@@g
@@
@@g
@@g
[email protected]@
@@g
[email protected]@
@@g
[email protected]@
@@g
[email protected]@
@@g
[email protected]@
@@g
[email protected]@
@@@@@@@@
@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@
@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@
@@@@@@@@@@@
AÑO MUNDIAL DE LA FÍSICA
o importa en qué parte de la Tierra
vivamos, tenemos todos un cielo en
común. La belleza del cielo no es
más que el resultado de la interacción de la LUZ del Sol con la atmósfera.
Una cantidad de humedad, relativamente pequeña, acompañada de partículas de
polvo y de ceniza es suficiente para provocar en el cielo las múltiples manifestaciones de color: el azul de una clara mañana de primavera, el rojo anaranjado del
crepúsculo en una llanura, el tono rosado, blanquecino, grisáceo o de un delicado azul celeste, engalanado con nubes en
forma de copos, deshechas en jirones o
potentemente hinchadas. La variabilidad
de esta imagen es tan grande que nunca
se reproduce exactamente y nuestros pintores dirigen, una y otra vez, su mirada al
cielo, para inspirarse en su colorido.
En Extremadura, en estos días, solo
hace falta mirar al Sol cuando está saliendo por el horizonte (ahora sobre las 8,30
de la mañana) o cuando se está poniendo
(al atardecer) para disfrutar de un Sol más
achatado y ancho de lo normal y casi de
color rojo-sangre.
@@
@@
@@
@@
@@
@@
@@
@@
@@
@@
@@
69
HOY
@@h?
@@
@@
@@
@@
@@
@@
@@
@@
@@
@@
@@
@@
@@
@@
@@
@@
@@
@@
@@
@@
@@
@@
@@
@@
@@
@@
@@
@@
@@
@@
@@
@@
@@
@@
@@
@@
@@
@@
@@
@@
@@
@@
@@
@@
@@
@@
@@
@@
@@
@@
@@
@@
@@
@@
@@
@@g
E
@@@@@@@@@@@
@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@
@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@
@@@@@@@@
??
?
??
?
Colabora: Departamento de Física
de la UEx y la Sección Local de la
Real Sociedad Española de Física
Coordinan: Mª Isabel Suero López,
Mª Luisa González Martín
y Adolfo Delgado (HOY)
Descargar