La dispersión de luz en el cielo.

in #stem-espanol6 years ago

La dispersión de la luz y la percepción de colores.

¡Hola!

Nuevamente les escribo sobre el fenómeno de la luz, compuesta por longitudes de onda que están asociadas a los colores del espectro electromagnético en el rango del visible. Ahora centraremos la atención en el fenómeno de
dispersión de la luz
y su relación con la percepción de colores, ya que el proceso es muy diferente a lo explicado en el post mezcla de colores, debido a que es el resultado de la desviación de la luz ocasionada por pequeñas partículas suspendidas en el medio y que pueden originar colores de distintas longitudes de onda diferentes a la de la fuente de radiación. Este fenómeno de dispersión en líquidos fue estudiado por TYNDALL Jhon, observando que las partículas disueltas en un líquido o suspendidas en un gas actúan como centros emisores de luz.

    Permítanme que les presente el caso más típico del fenómeno de la dispersión de la luz, pero es que si tenemos el mismo cielo, ¿por qué lo vemos de distintos colores a lo largo del día?. La fuente de radiación es la misma, el Sol, que sabemos cubre un amplio rango de longitudes de onda y cuando incide sobre una nube la vemos de color blanco, debido a que no se cumplen las condiciones requeridas para la dispersión de la luz solar.


Variación de colores en el cielo debido a la dispersión de la luz. | @azulear.

A medida que la fuente de radiación cambia de posición en el cielo, debe estar atravesando una capa más gruesa de partículas de polvo y agua que originan la dispersión del haz de luz solar y veremos esa
variación de colores en el cielo
, para un amanecer, sol radiante o atardecer.

Disminución de la intensidad de luz.

Ya lo he comentado anteriormente que los colores que vemos de los objetos es un efecto combinado de A+T+R, esto es: absorción (A), transmisión (T) y reflexión (R) de los fotones que inciden sobre el objeto que observamos. Cuando se hace incidir esta radiación de fotones sobre una superficie delgada que pueda ser atravesada, entonces veremos una disminución en la intensidad de la radiación incidente que es conocida como atenuación o extinción gradual de la intensidad de luz. Esta cumple la Ley de Lambert-Beer, donde hay una relación entre la intensidad de luz incidente (Io) y la intensidad de radiación dispersada (I) cuando se atenúa exponencialmente debido al coeficiente de absorción (γ) del medio cuyo espesor está dado por L, podemos comprender este fenómeno al observar la siguiente figura sobre
extinción de luz
.


Fenómeno de extinción del haz de luz. Texample.net.

En este punto es importante destacar que debido a la dualidad onda-partícula, además de A+T+R también vamos a tener la contribución de otros parámetros ópticos como la dispersión, refracción y difracción de la luz. Solamente si se basa en el concepto básico de desviación de luz de camino en línea recta, pudiera confundirse cualquiera de los parámetros mencionados, pero la clave está en que para que ocurra la dispersión de la luz es necesario que se produzca una interacción de radiación con pequeñas partículas que pueden estar distribuidas al azar, como se observa en la figura anterior. Además, la dispersión será notable en intensidad para longitudes de ondas menores, esto es para valores cercanos al violeta-azul (> 350 nm).

    La energía, la longitud de onda, los colores o la luz, son términos que utilizamos a diario, por lo que seguiré compartiendo en la comunidad científica de #stem-espanol algunos detalles interesantes de los fenómenos físicos cotidianos que tienen una explicación científica, no tan compleja, y que son utilizados en aplicaciones tecnológicas, como la construcción de equipos de medición espectroscópicas, iluminación y aplicaciones médicas. Pronto les presentaré otro post de interés a la comunidad #stem-espanol.

Referencias para saber más acerca de este tema:

  • Dispersión de la luz.
  • Reflexión.
  • Efecto Tyndall.
  • Dispersión refractiva.
  • Dispersión Rayleigh.
  • Propiedades de dispersión de luz.
  • Libro: Colour and the Optical Properties of Materials by Professor Richard J. D. Tilley. 2011 John Wiley & Sons, Ltd
  • Montaje creado Bloggif
    Colores por dispersión de la luz.| @azulear
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