Cielos Azules Solo En El Ojo Del Espectador

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Una nueva investigación explica por qué el cielo parece azul, a pesar de una fuerte presencia de violeta.

El cielo es azul, nos dicen los físicos, porque la luz azul en los rayos del sol se dobla más que la luz roja. Pero esta curvatura adicional, o dispersión, se aplica tanto a la luz violeta, por lo que es razonable preguntar por qué el cielo no es púrpura.

La respuesta, explicada completamente por primera vez en un nuevo artículo científico, está en el ojo del espectador.

Cielo azul, rojo atardecer


La luz azul tiene una longitud de onda corta, y las partículas en el aire se dispersan alrededor, haciendo que el cielo se vea azul. La luz roja tiene una longitud de onda más larga, que actúa más fuertemente y no se dispersa tanto. Las puestas de sol son rojas porque en la noche, la luz tiene más atmósfera que atravesar para llegar a tu ojo, y solo la luz roja fuerte puede hacerlo. La atmósfera en la ilustración de arriba es exagerada en relación con la Tierra para mostrar la diferencia.

"La forma tradicional en que las personas enseñan este tema es que la luz del sol se dispersa, más aún para longitudes de onda más cortas que para las más largas", dice Glenn Smith, profesor de ingeniería en Georgia Tech. "La otra mitad de la explicación por lo general se deja de lado: cómo su ojo percibe este espectro".

Mientras escribía un libro de texto de física hace algunos años, Smith notó que la fisiología por lo general se reduce, a pesar de que el espectro de la luz del cielo, cuando se analiza, es casi igual a violeta y azul.

Smith ha escrito un artículo para la edición de julio del Revista Americana de Física que une la física de la luz con la fisiología de la visión humana.

"Esto no es nada que la gente que trabaja con ojos no haya sabido durante mucho tiempo", dijo Smith. WordsSideKick.com. "Simplemente no lo había visto todo en un solo lugar antes".

La explicación física para el azul del cielo se atribuye a la obra de Lord Rayleigh en el siglo XIX.th Siglo.

Como revela un prisma común, la luz del sol está hecha de todos los colores del arco iris. Cuando la luz del Sol entra en la atmósfera de la Tierra, es dispersada o desviada por las moléculas en la atmósfera, principalmente nitrógeno y oxígeno.

Las longitudes de onda más cortas (azul y violeta) se dispersan más que las longitudes de onda más largas (rojo y amarillo). Entonces, cuando miramos en una dirección del cielo lejos del Sol, vemos las longitudes de onda que más se doblan.

La luz del día es en realidad un espectro complejo de muchas longitudes de onda diferentes, pero está dominada por la luz con longitudes de onda entre 400 nanómetros (violeta) y 450 nanómetros (azul). Un nanómetro es una mil millonésima parte de un metro.

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El ojo humano es sensible a la luz entre aproximadamente 380 y 740 nanómetros. En una retina típica, hay 10 millones de barras para detectar niveles de luz bajos y 5 millones de conos para detectar color.

Cada cono contiene pigmentos que restringen el rango de longitudes de onda a las que responde el cono. Hay tres variedades de conos para longitudes de onda largas, medias y cortas.

"Necesitas a los tres para ver el color correctamente", explicó Smith.

La respuesta máxima para los conos largos es de 570 nanómetros (amarillo), medio de 543 nanómetros (verde) y corta de 442 nanómetros (entre violeta y azul). Pero los tres conos son sensibles en amplios rangos de longitud de onda superpuestos, lo que significa que dos espectros diferentes pueden causar la misma respuesta en un conjunto de varios conos.

Un buen ejemplo de esto es el amarillo. Existe un cierto rango estrecho de longitudes de onda que podríamos llamar amarillo "puro" (u otro para azul "puro", etc.). Sin embargo, el mismo conjunto de conos que reacciona a una luz de color amarillo puro también responde a la superposición de luz roja pura y luz verde pura.

Dos espectros que tienen la misma respuesta de cono se llaman metamers. Smith enfatizó que esto solo concierne a la señal neural que sale del ojo, mucho antes de que el cerebro la procese.

"En investigaciones anteriores, las personas eliminaron los conos de los ojos de los muertos y midieron la respuesta a diferentes espectros", dijo.

El mismo "truco" que hace que el rojo y el verde se conviertan en amarillo está sucediendo en el cielo. Pero en este caso, la combinación de violeta y azul del cielo provoca la misma respuesta de cono que el azul puro más la luz blanca, que es una mezcla igual de todos los colores.

"Tu ojo no puede distinguir la diferencia entre ese espectro complejo y uno que es una mezcla de azul puro y blanco", dijo Smith.

En otros animales, el color del cielo es indudablemente diferente. Fuera de los humanos y algunos otros primates, la mayoría de los animales tienen solo dos tipos de conos en lugar de tres (dicromático versus tricromático).

Las abejas y algunas aves ven en longitudes de onda ultravioleta que son invisibles para los humanos.

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