Te has preguntado alguna vez, ¿por qué el cielo es azul?

                                  REFRACCIÓN

El cielo, la atmósfera de la Tierra, el privilegio del único planeta habitado conocido. No importa en qué parte de la Tierra nos encontremos, todos tenemos el mismo cielo en común.

Sus colores varían desde todas las tonalidades del azul, el blanco, rosa, verde, anaranjados, violeta... Su imagen es tan variada que nunca se repite dos veces.

Las manifestaciones de color del cielo se deben fundamentalmente a la interacción de la luz del sol con la atmósfera. La luz del sol es blanca, también llamada policromática (es la suma de todos los colores del arco iris), y la atmósfera contiene una cierta cantidad de humedad, normalmente pequeña, así como partículas de polvo y ceniza.

La interacción entre la luz policromática del sol y la atmósfera, con sus partículas en suspensión, es suficiente para regalarnos un cielo lleno de color.

Una forma sencilla de entender por qué el cielo es azul es considerando que dejamos pasar un rayo de sol a través de un material, por ejemplo un prisma de vidrio.

Cuando un rayo de luz atraviesa un material, su dirección de propagación se desvía un cierto ángulo, que depende del tipo de material atravesado.

Los materiales transparentes se suelen caracterizar por un parámetro que se llama "índice de refracción", y su valor depende del color de la luz que atraviesa el material.

Cada color contenido en la luz blanca se caracteriza por un número que se llama "longitud de onda". La desviación de los colores de la luz es máxima para los azules (con longitud de onda menor), es decir, son los colores que más cambian su dirección con respecto al rayo blanco inicial, y es mínima para los amarillos y los rojos (con longitud de onda mayor), que casi no son desviados.

Los rayos azules, una vez desviados, vuelven a chocar con otras partículas del aire, variando de nuevo su trayectoria. Realizan por tanto un recorrido en zigzag a través de la atmósfera, hasta llegar a nosotros. Es por eso que cuando llegan a nuestros ojos parece que llegan de todos los lugares del cielo. Los rayos amarillos no aparecen casi desviados y ésta es la razón de que el sol nos parezca de ese color.

Cuando el sol está muy bajo en el cielo sus rayos pasan a través de un gran espesor de aire y los rayos de luz interactuarán más veces con las partículas de la atmósfera. Los azules y los violetas son esparcidos hacia los lados con mayor fuerza que lo son los amarillos y los rojos, que continúan propagándose en la línea de visión del sol, formando esas magníficas puestas de sol en la Tierra.

Vamos adentrarnos más en la Refracción.

LA REFRACCIÓN

Ha sido definida como la desviación de un rayo de luz cuando pasa obligatoriamente de un medio a otro. Hemos visto que el grado de desviación se puede predecir tomando como base el cambio registrado en la velocidad o el índice de refracción conocido de cada medio. A continuación se exponen los principales conceptos:

El índice de refracción de un material dado es la razón entre la velocidad de la luz c en el espacio libre y la velocidad de la luz v a través del medio.

      

Para el agua, n = 1.33, mientras que para el vidrio n varia de 1,50 a 1,66 según el tipo de vidrio. El diamante posee un índice de refracción muy elevado, aproximadamente 2,4. El índice de refracción del aire es aproximadamente 1,0003. De modo que ara la mayor parte de los casos a estudiar, podemos suponer que la velocidad de la luz en el aire es la misma que en el vacío.

Cuando un haz de luz incide sobre una superficie limite de separación entre dos medios, como una superficie aire-vidrio, parte de la energía luminosa se refleja y parte entre en el segundo medio. Si la luz incidente no es perpendicular a la superficie, entonces la luz transmitida no es paralela a la incidencia. El cambio en dirección del rayo transmitido se denomina refracción.