sobre los colores

o Por qué el cielo es azul y las fresas rojas.

(Escribí esto para un amigo, que me sugirió que lo compartiera. No es que me haya vuelto loca. Y como iba de luz, pensé que éste era un buen foro. El que se aburra que pase de largo... Y advierto que sólo son explicaciones cualitativas, lo digo por si hay científicos leyendo).

En realidad, el cielo no existe (qué notícia, eh), y lo que es azul es la luz que nos llega desde el lugar donde creemos que está el cielo.

En realidad, qué es el color de la luz? o es más, qué es la luz?

La luz es una onda electromagnética de una longitud de onda (o frecuencia) concreta que resulta que el ojo humano es capaz de captar. Para ondas electromagnéticas de longitudes de onda mayores nos hacen falta aparatitos, radios, teléfonos, antenas de TV, sensores de infrarrojos... pero la luz tiene una longitud de onda dentro de un rango que el ojo humano puede captar. En realidad, los colores dependen de la longitud de onda de la luz. Longitudes mayores, colores rojos y anaranjados, y menores, azul y violeta.

Sorpresa: las cosas no tienen colores, sólo la luz es de colores, lo que pasa que los objetos absorben unas determinadas longitudes de onda, y reflejan otras. ( http://bibliotecadigital.ilce.edu.mx/sites/ciencia/volumen2/ciencia3/073/imgs/73_33.gif). El color con el que vemos las cosas responde a las longitudes de onda que sus superfícies no son capaces de absorver. Por eso las cosas negras (absorben todo) se calientan más que las blancas (reflejan todo). Casas blancas en Andalucía, camisetas negras en verano... ejemplos miles.

La luz del sol es una mezcla de todos los colores, es lo que se llama luz blanca. Es decir, el sol emite ondas electromagnéticas de tooooodas las longitudes de onda. Las que caen en el visible, se mezclan y son la luz que nos ilumina, aparentemente incolora. Las de mayor longitud són los infrarrojos que nos calientan y los ultra-violados son los de menor longitud que provocan cancer, más o menos.



Cuando la luz cambia de un medio transparente a otro, se desvía, es lo que se conoce como refracción (http://www.physik.uni-bayreuth.de/physikstudium/images/prisma.jpg). Este fenómeno depende de la longitud de onda. Vuelve a mirar el dibujo: el azul se desvía más que el rojo respecto a la dirección inicial de incidencia del haz blanco. Sí? El azul "ve más alterada" su trayectoria, mientas que el rojo puede seguir "más recto" su camino. Digamos que la materia es "más eficaz" a la hora de refractar la luz azul que la roja. De hecho, en la imagen hay dos cambios de medio, el de entrada al prisma y el de salida, y además exagerado por la geometría del prisma, por esto se ve tan claramente. Y es lo mismo que sucede cuando ves aparecer el arco iris: las gotitas de lluvia hacen de prisma.

De momento puedes explicar:

-por qué el sol y el cielo alrededor del sol es blanco? pues eso, porque es una mezcla de tooooda la luz que emite el sol, en todos los colores, y por lo tanto, en blanco.

-el arco iris es un efecto de refracción de la luz blanca. Como la refracción es diferente para cada color, vemos la luz del sol separada por colorines.

Bien, sigo:

De hecho, el cielo azul de Madrid, como Ottinger dijo, "brilla". O sea: el cielo retorna la luz que emite el sol, debido a que se refleja y refracta en las diferentes capas y partículas de la atmósfera. Si no fuera así, veríamos el cielo negro, como por la noche, pero con una estrella enorme, que sería el sol. Esto se llama dispersión. Las partículas y moléculas que hay en la atmósfera absorben la luz del sol y la vuelven a emitir, pero en una dirección arbitraria.

Y resulta que igual que con la refracción, la dispersión es más eficaz con la luz azul que con la roja. Por decirlo de forma exagerada, la atmosfera es capaz de refractar y dispersar eficazmente la luz azul, por lo que la luz azul lo tiene difícil para seguir recto su camino una vez llega a la atmosfera, mientras que la roja puede mantener un rumbo más fijo.

Pongamos ahora que es de día. El sol está encima de tu cabeza (para simplificar). La luz que viene de la parte del cielo que está alrededor del sol ha atravesado un grosor de atmosfera pequeño , (http://bibliotecadigital.ilce.edu.mx/sites/ciencia/volumen2/ciencia3/073/imgs/73_62.gif) por lo que el rayo casi no sufre refracción ni dispersión, y la luz viene muy mezclada. El cielo es casi blanco. Viene directamente del sol.

En cambio, por lo que respecta al resto del cielo, la luz que de allí llega, en realidad, es sólo el producto de la dispersión. Y como he dicho que la luz dispersada es casi toda la azul, pues ya lo tienes.

El cielo es azul porque en realidad es el efecto producido por la dispersión de la luz solar (blanca) por las partículas de la atmósfera, que resulta que son buenas sólo dispersando la luz azul. la pobre luz roja "pasa de largo" sin ser dispersada. Si imaginas un bicho que sólo pudiera ver la luz roja, en realidad, casi no vería luz en el cielo, vería el cielo oscuro y un sol, como tú ves la luna, pero rojo.

Pongamos ahora que el sol está bajo (ya sea por la mañana, o por la tarde). Entonces, la luz que llega directamente del sol y del cielo que está alrededor del sol sí ha atravesado un grosor importante de atmósfera, y por lo tanto, la luz que te llega es sólo la que te dije que era capaz de seguir su trayectoria con mayor rectitud a pesar de atravesar un elemento refractor y dispersor: la roja.

Por eso los atardeceres son rojos: porque la luz que llega del sol al atardecer (te habrás dado cuenta de que el sol al atardecer no tiene tanta energía, no calienta tanto, etc) es sólo la que no ha sido dispersada, o que lo ha sido con mucha menor eficacia.