¿Por qué el cielo es azul y no violeta? El violeta se dispersa aún más.

El Sol emite menos violeta que azul, y el ojo es menos sensible al violeta. La señal total, ponderada por el espectro solar y por la curva de sensibilidad, tiene el máximo en el azul.

¿Por qué cerca del horizonte el cielo a veces se ve blanquecino?

Rayleigh describe una atmósfera clara de moléculas. El tono blanquecino lo dan partículas más grandes — gotas, polvo, aerosoles: la dispersión de Mie depende menos de λ y lava el azul. En este modelo no hay Mie.

¿Por qué al atardecer el Sol mismo se ve rojo?

El rayo atraviesa un gran espesor de aire. Las ondas cortas se dispersan hacia los lados en el camino; al ojo llega luz directa empobrecida en azul: rojo y naranja. El gradiente del esquema es precisamente la longitud del camino.

¿De dónde sale el exponente −4?

Sale de la radiación de un dipolo: el campo de la onda luminosa agita una partícula pequeña; la potencia emitida crece como ω⁴, es decir como 1/λ⁴. Es el límite de partículas mucho menores que λ, no un ajuste arbitrario.

Dispersión de Rayleigh (cielo azul)

Intensidad de dispersión ∝ λ⁻⁴; se comparan el azul y el rojo, y un gradiente cualitativo del cielo.

Sobre el modelo

La dispersión de Rayleigh en las moléculas del aire explica el color azul del cielo diurno y el rojo del atardecer. Para partículas mucho menores que la longitud de onda, la intensidad de dispersión es I ∝ λ⁻⁴: el azul se dispersa bastante más que el rojo. Sobre la cabeza llega al ojo luz dispersada de lado — más azul; cerca del horizonte la luz solar directa recorre un camino largo, las ondas cortas se van hacia los lados y el disco del Sol se enrojece. La atmósfera es aquí una capa homogénea de dispersores pequeños; no entra la dispersión de Mie en gotas y aerosoles. Se cambia la longitud de onda de referencia: se ve la razón de intensidades y un gradiente cualitativo.

Para quién: Secundaria, bachillerato e inicio de facultad: dispersión de la luz, color del cielo.

Conceptos clave

dispersión de Rayleigh
longitud de onda
ley de λ⁻⁴
óptica atmosférica
intensidad de dispersión
espesor óptico
color del cielo
dispersión de Mie

Cómo funciona

Se comparan dos longitudes de onda: la razón de intensidades de dispersión (λ₀/λ)⁴. La componente de onda corta se va más hacia los lados: de ahí el cielo azul. Al atardecer el camino largo «limpia» más el azul del rayo directo. Para aerosoles grandes hace falta la teoría de Mie; aquí solo la dependencia con λ.

Preguntas frecuentes

¿Por qué el cielo es azul y no violeta? El violeta se dispersa aún más.: El Sol emite menos violeta que azul, y el ojo es menos sensible al violeta. La señal total, ponderada por el espectro solar y por la curva de sensibilidad, tiene el máximo en el azul.
¿Por qué cerca del horizonte el cielo a veces se ve blanquecino?: Rayleigh describe una atmósfera clara de moléculas. El tono blanquecino lo dan partículas más grandes — gotas, polvo, aerosoles: la dispersión de Mie depende menos de λ y lava el azul. En este modelo no hay Mie.
¿Por qué al atardecer el Sol mismo se ve rojo?: El rayo atraviesa un gran espesor de aire. Las ondas cortas se dispersan hacia los lados en el camino; al ojo llega luz directa empobrecida en azul: rojo y naranja. El gradiente del esquema es precisamente la longitud del camino.
¿De dónde sale el exponente −4?: Sale de la radiación de un dipolo: el campo de la onda luminosa agita una partícula pequeña; la potencia emitida crece como ω⁴, es decir como 1/λ⁴. Es el límite de partículas mucho menores que λ, no un ajuste arbitrario.

Siga con temas cercanos de esta categoría — o todos los 50 de «Óptica y luz».

Toda la categoría →

NuevoEscuela

Principio de Fermat

Abrir el simulador

Camino óptico OPL = n₁AP + n₂PB según el punto de incidencia; el mínimo coincide con el rayo de la ley de la refracción.

NuevoEscuela

Aberración cromática

Abrir el simulador

Fórmula de Cauchy n(λ); foco de la lente delgada f(λ); rayos paraxiales R/G/B.

Escuela

Reflexión total interna

Abrir el simulador

Ángulo crítico θ_c = arcsin(n₂/n₁); rayo desde el medio más denso y analogía con la fibra.

NuevoEscuela

Arcoíris en una gota

Abrir el simulador

Ley de la refracción en una esfera: arco primario (1× reflexión interna ~42°) y secundario (2× ~51°, espectro invertido); parámetros b/R y n.

NuevoEscuela

Banco óptico

Abrir el simulador

Hasta cuatro elementos en un mismo eje: lentes delgadas, espejos verticales, cuña de desviación constante δ. Trazado paraxial de rayos.

NuevoEscuela

Interferencia en películas delgadas

Abrir el simulador

Franjas de una cuña: índice, espesor y ángulo; colores según cos²(δ/2) y espectro I(λ) al espesor medio.

Dispersión de Rayleigh (cielo azul)

Sobre el modelo

Cómo funciona

Preguntas frecuentes

Simuladores afines

Principio de Fermat

Aberración cromática

Reflexión total interna

Arcoíris en una gota

Banco óptico

Interferencia en películas delgadas

Dispersión de Rayleigh (cielo azul)

Sobre el modelo

Cómo funciona

Preguntas frecuentes