Dispersión de Rayleigh para niños
La dispersión de Rayleigh es un fenómeno natural que explica por qué el cielo se ve azul durante el día y por qué los amaneceres y atardeceres tienen colores rojizos. Fue explicada por primera vez en 1871 por un científico llamado Lord Rayleigh.
Este tipo de dispersión ocurre cuando la luz, que es una forma de energía, choca con partículas muy pequeñas. Estas partículas deben ser mucho más pequeñas que la longitud de onda de la luz. Piensa en la luz como ondas, y la longitud de onda es la distancia entre dos crestas de esas ondas. La dispersión de Rayleigh se ve más a menudo en gases, como el aire de nuestra atmósfera.
Contenido
¿Cómo funciona la Dispersión de Rayleigh?
Cuando una onda de luz encuentra una partícula muy pequeña, el campo eléctrico de la luz hace que las cargas dentro de la partícula se muevan. Esto convierte a la partícula en una especie de pequeña antena que emite luz en todas direcciones. Esa luz que se "reparte" es lo que llamamos luz dispersada.
La cantidad de luz que se dispersa depende de dos cosas: el tamaño de las partículas y la longitud de onda de la luz. Las longitudes de onda más cortas (como la luz azul y violeta) se dispersan mucho más que las longitudes de onda más largas (como la luz roja y amarilla). Esto es porque la intensidad de la luz dispersada es mucho mayor para las longitudes de onda cortas.
Si las partículas son más grandes que la longitud de onda de la luz, la luz no se dispersa de la misma manera. Por ejemplo, cuando la luz atraviesa una nube, las gotas de agua o cristales de hielo son más grandes, y por eso las nubes se ven blancas. La luz no se separa en colores, sino que se dispersa de forma más uniforme.
¿Por qué el cielo es azul y los atardeceres son rojos?
La atmósfera de la Tierra está llena de pequeñas partículas, como moléculas de nitrógeno y oxígeno. Estas partículas son mucho más pequeñas que las longitudes de onda de la luz visible.
- Cielo azul: Cuando la luz del Sol entra en la atmósfera, la luz azul y violeta (que tienen longitudes de onda más cortas) se dispersa mucho más en todas direcciones que la luz roja y amarilla. Por eso, no importa hacia dónde mires en el cielo, ves luz azul que ha sido dispersada hacia tus ojos. Aunque la luz violeta se dispersa aún más, nuestros ojos son más sensibles al azul, y la atmósfera absorbe parte de la luz violeta, por lo que el cielo se ve azul.
- Atardeceres y amaneceres rojos: Cuando el Sol está cerca del horizonte (al amanecer o al atardecer), la luz solar tiene que viajar a través de una capa mucho más gruesa de la atmósfera. Durante este largo viaje, casi toda la luz azul y verde se dispersa y se desvía de nuestra vista. La luz que nos llega directamente es principalmente la de longitudes de onda más largas, como el rojo, el naranja y el amarillo. Por eso, el Sol y el cielo alrededor se ven rojizos.
La historia de la Dispersión de Rayleigh
Antes de Lord Rayleigh, otros científicos ya se preguntaban por qué el cielo era azul. En 1869, John Tyndall notó que la luz brillante se dispersaba con un tono azulado al pasar por partículas muy pequeñas. Él pensó que algo similar ocurría en la atmósfera, pero no pudo explicar por qué la luz azul era la preferida.
Fue Lord Rayleigh quien, en 1871, publicó sus estudios explicando cómo la luz se dispersa por partículas diminutas. Más tarde, en 1881, y luego en 1899, perfeccionó sus ecuaciones, demostrando que su teoría se aplicaba incluso a moléculas individuales en el aire.
Dispersión de Rayleigh en otros materiales
La dispersión de Rayleigh no solo ocurre en el aire. También es importante en otros materiales, como los sólidos que no tienen una forma cristalina definida (llamados sólidos amorfos, como el vidrio). En estos materiales, la dispersión de Rayleigh puede afectar cómo se propagan las ondas de sonido.
Además, algunos materiales porosos (con muchos agujeros pequeños) también pueden mostrar este tipo de dispersión. Por ejemplo, ciertos materiales hechos de alúmina (un tipo de cerámica) que tienen poros muy pequeños, dispersan la luz de manera similar a como lo hace la atmósfera, debido a las diferencias entre el aire en los poros y el material sólido.
Véase también
En inglés: Rayleigh scattering Facts for Kids
- Dispersión de la luz
- Efecto Tyndall
- Hora azul y Hora dorada
