¿Por qué la puesta de sol y el amanecer no tienen el color del arco iris?

Question

Cuando el sol sale/se pone, pasa por una fase en la que la luz se desvía de la atmósfera. Creo que esta imagen lo explicará mucho mejor de lo que yo podría hacerlo.

Ahora bien, si la luz pasa por un prisma, se dobla y las diferentes longitudes de onda se doblan en diferentes cantidades, dando lugar a la salida del arco iris.

Si la luz del amanecer/atardecer se curva, ¿no deberíamos ver un arco iris en lugar del tinte rojo? Como mínimo, ¿no debería aparecer la parte superior del sol más roja y la inferior más morada?

Answer 1

En primer lugar, hay que decir que la imagen que ha proporcionado en su pregunta es extrema. El concepto de curvatura de la luz es cierto, pero la cantidad que la luz se curva no es ni de lejos tan grande como la imagen muestra. La cuantificación de la cantidad de luz que se curva al pasar de un medio a otro se llama "índice de refracción", y el índice de refracción del aire es muy, muy cercano al del vacío, por lo que la curvatura de la luz es muy pequeña, y la dispersión de los colores de la luz por la curvatura es aún menor. Por lo tanto, el efecto de prisma de la atmósfera es demasiado pequeño para notarlo con nuestros ojos.

Si observas el cielo después de que el sol se haya puesto (pero todavía proporciona luz), verás diferentes colores cuanto más arriba mires del horizonte (al menos, yo puedo desde mi casa) de forma parecida a un arco iris (aunque mucho más grande que un arco iris). Sin embargo, creo que esto se debe a la dispersión de Rayleigh de la luz en la atmósfera y no a los efectos del prisma. (La dispersión de Rayleigh es lo que hace que el cielo sea azul y que las puestas de sol sean rojas).

Este es un artículo de Wikipedia sobre la refracción atmosférica para más información.

Answer 2

Ni siquiera hace falta un equipo muy especializado para ver la separación de colores del sol en ángulos bajos de sol, un objetivo de zoom decente en una cámara lo verá, y es el origen del efecto "flash verde" cuando el sol cae por debajo del horizonte. Este sitio ofrece una buena imagen: http://www.atoptics.co.uk/atoptics/gf15.htm

Answer 3

Hay mejores respuestas que esta, pero sólo quiero contribuir.

Como dijo Joshua,

La cuantificación del grado de curvatura de la luz al pasar de un medio a otro se denomina "índice de refracción", y el índice de refracción del aire es muy, muy cercano al del vacío, por lo que la curvatura de la luz es muy pequeña, y la dispersión de los colores de la luz por la curvatura es aún menor. Por lo tanto, el efecto de prisma de la atmósfera es demasiado pequeño para notarlo con nuestros ojos.

Donde yo vivo, la puesta de sol suele tener el color del arco iris. (En particular, está cerca del mar. Podría ser la niebla, pero No lo sé. ) El sol y el horizonte parecen más rojos, y al mirar hacia arriba, el cielo se vuelve verde y luego azul. (Para los googleadores:) La razón por la que el sol se ve rojo es justo la misma razón por la que el cielo se ve azul. El cielo es azul porque la luz azul se dispersa más al chocar con el aire y las partículas de polvo. La luz azul, que proviene del sol, aparece más desde el cielo ya que está lleno de polvo. La puesta de sol se ve roja porque la luz roja no se dispersa tanto como otras frecuencias y tiene más atmósfera que atravesar, por lo que hay más posibilidades de que la luz azul se disperse (y deje que la luz roja te alcance).

Answer 4

El hecho de que usted vea el sol de color rojo significa que las longitudes de onda más cortas (verde, azul, púrpura, etc.) se atenuaron significativamente cuando los rayos solares atravesaron la atmósfera, debido a que sufrieron una dispersión. Me parece que, aunque teóricamente se produce un cierto efecto arco iris, el alcance que tiene es relativamente pequeño. Si añadimos esto al hecho de que las longitudes de onda más cortas se atenúan, me parece que para discernir el efecto arco iris en el sol naciente/poniente, se necesita un aparato óptico con un rango dinámico superior al que ofrece el ojo humano.

Answer 5

Si hacemos incidir una luz monocromática (supongamos que la luz roja) sobre una capa de vidrio comenzando por las capas más finas hasta llegar a las más gruesas, la reflexión parcial aumenta hasta $ 16\% $ y vuelve a cero, un ciclo que se repite una y otra vez. Si la capa de vidrio tiene el grosor adecuado, no hay ninguna reflexión. Y hay que tener en cuenta que el ciclo de cero a $16\%$ La reflexión parcial de las superficies se repite más rápidamente para la luz azul que para la luz roja. De hecho, ésa es la única diferencia entre un fotón rojo y un fotón azul (o un fotón de cualquier otro color, incluidas las ondas de radio, los rayos X, etc.): la velocidad a la que se repite el ciclo con el grosor.

Cuando iluminamos con luz roja y azul una película de aceite, aparecen patrones de rojo, azul y violeta, separados por bordes de negro. Cuando la luz solar, que contiene luz roja, amarilla, verde y azul, brilla sobre un charco de barro con aceite, las zonas que reflejan fuertemente cada uno de esos colores se superponen y producen todo tipo de combinaciones que nuestros ojos ven como colores diferentes. A medida que la película de aceite se extiende y se desplaza por la superficie del agua, cambiando su grosor en varios lugares, los patrones de color cambian constantemente. (Si, por el contrario, observáramos el mismo charco de lodo por la noche con una de esas farolas de sodio brillando sobre él, sólo veríamos bandas amarillentas separadas por el negro, porque esas farolas concretas emiten luz de un solo color). $_1$

Si incidimos la luz del sol (policromática) sobre un prisma En este caso, la luz pasa por una gran superficie con un grosor variado, lo que puede explicar la consecuencia de la formación del color del arco iris. En el caso de las capas atmosféricas de la Tierra, podemos suponer que son placas de vidrio de espesor uniforme que no pueden formar colores como lo hace un charco de aceite. $_2$

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Créditos: $_1$ Richard Feynman-QED, La extraña teoría de la luz y la materia. $_2$ Se requieren referencias de fuentes fiables.