Para entender este hecho, debemospartir de que la luz del sol contiene todos los colores del espectrovisible. Así, como primera explicación simplificada de por quémotivo el cielo presenta un color azul característico, diríamosque:
-La luz azul al penetrar en laatmósfera se dispersa en todas las direcciones, llegándonos así alos ojos desde todos los ángulos que forman la bóveda del cielo.
-Los demás colores al entrar en laatmósfera siguen prácticamente rectos y solo son parcialmentevisibles si miramos hacia el sol, ya que se han desviado poco delcamino entre su fuente y nosotros.
-En las horas límite(anochecer/amanecer) el azul se encuentra demasiado disperso y ahorael color predominante es el rojo.
Si queréis ver más en detalle estefenómeno, veremos un poco más físicamente qué esta pasando:
Primero introduciremos qué es ladispersión de Raylegh: Es la dispersión de una ondaelectromagnética (como la luz) por la presencia de partículas de untamaño inferior a su longitud de onda en su recorrido.
¿Donde se da este fenómeno? En lascapas más altas de la atmósfera, cuando el aire está másenrarecido y la luz se encuentra en un medio inhomogenio poblado departículas cuyo tamaño es, claramente, inferior a su longitud deonda. Cabe destacar que éste fenómeno solo se da en las capasmás altas de la atmósfera pues al disminuir la distancia con lasuperficie terrestre el aire se vuelve más denso y uniforme, siendoasí un medio mucho menos dispersivo.
Podemos pensarlo como un rayo de luzque al entrar en contacto con el aire se desdobla en un haz que cadavez se dispersa más y el mismo rayo, con menos longitudes de onda,que sigue recto.
Si ahora queremos ver por qué la luzque se dispersa es la azul y no cualquier otra, hemos de echar manode la sección transversal de la dispersión de Rayleigh, que tienela siguiente forma:
Si dentro de la fórmula nos fijamos en la dependencia entre ladispersión y la longitud de onda veremos que son inversamenteproporcionales y además que λviene elevada a la cuarta, haciendo esta dependencia inversa muchomás fuerte. ¿Que significa todo esto? Pues que a menor longitud deonda, los efectos de la dispersión serán mucho mayores.
Aplicando todo esto a la luz solar, es fácil ver que del espectrovisible el color azul (con una menor longitud de onda) será el quesufrirá una mayor dispersión, creando una especie de baño defotones azules en la atmósfera que es lo que nosotros vemos.
Finalmente, podemos dar una explicación también al color rojo delos amaneceres y las puestas de sol: Al encontrarse en esas dossituaciones el sol sobre nuestro horizonte, el recorrido de la luz através de la atmósfera es mucho mayor que durante el día. Por estemotivo, la luz azul se dispersa tanto que ya casi no la podemos ver,siendo entonces la luz roja/anaranjada la única que podrá llegar anuestros ojos.
Recordar, ya para acabar, que el color rojo es el que tiene unalongitud de onda más grande del espectro visible y es por estemotivo que le cuesta más dispersarse.
