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⚡ ElectromagnetismoDificultad media6 pasos · 1 min

El cielo azul

La luz del Sol es blanca y el espacio es negro, pero el cielo de día es azul y el del atardecer, rojo. No hay pintura en el aire: es la luz y las moléculas, y se calcula con una sola potencia.

Un poco de historia

  1. 1672Isaac Newton publica sus experimentos con el prisma (hechos hacia 1666): la luz blanca contiene todos los colores; hasta entonces se pensaba que el prisma los «pintaba».
  2. 1869John Tyndall hace pasar luz por gases con partículas muy pequeñas y ve que la luz dispersada es azul, como el cielo. Creía que lo hacían partículas de polvo o de vapor.
  3. 1871Lord Rayleigh deduce que la luz dispersada por partículas mucho menores que la longitud de onda es proporcional a 1/λ⁴.
  4. 1899Rayleigh concluye que no hace falta polvo: las propias moléculas del aire bastan para explicar el azul del cielo.
  5. 1910Albert Einstein calcula la dispersión del aire por las fluctuaciones de densidad y la relaciona con el número de Avogadro.

Con qué herramienta se relaciona

Ondas electromagnéticas · Electromagnetismo

La luz es una onda electromagnética plana y su color es su longitud de onda. Con ella salen la frecuencia que hace oscilar al dipolo y el número de onda; la dispersión de Rayleigh depende de la cuarta potencia de cualquiera de las dos.

I ∝ 1/λ^4 ∝ ω^4

I_azul / I_rojo = (700/450)^4 ≈ 5,9

Se abre en el modo de onda plana en el vacío, con la luz azul de 450 nm: la frecuencia sale 6,66·10¹⁴ Hz y el número de onda, 1,40·10⁷ rad/m. Cambia la longitud de onda a 700 nm y compruébalo con el rojo.

Azul frente a rojo×5,9
Violeta frente a rojo×9,4
Rojo en el horizonte25 %
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