El cielo es azul debido a un fenómeno llamado dispersión de Rayleigh, que es el proceso por el cual las partículas en la atmósfera dispersan la luz solar en diferentes direcciones. A continuación, se explicará este fenómeno y cómo resulta en un cielo azul.
La dispersión de Rayleigh ocurre cuando la luz interactúa con partículas más pequeñas que su longitud de onda, como las moléculas de aire y las partículas diminutas en la atmósfera. Cuando la luz del sol atraviesa la atmósfera, las partículas dispersan la luz en todas las direcciones. La cantidad de dispersión de la luz depende de la longitud de onda de la luz y del tamaño de las partículas.
La luz solar está compuesta por diferentes colores, cada uno con una longitud de onda diferente. Los colores con longitudes de onda más cortas, como el azul y el violeta, se dispersan mucho más que los colores con longitudes de onda más largas, como el rojo y el amarillo. La dispersión de Rayleigh es inversamente proporcional a la cuarta potencia de la longitud de onda, lo que significa que la luz azul se dispersa aproximadamente 16 veces más que la luz roja.
Aunque la luz violeta se dispersa más que la luz azul, nuestros ojos son más sensibles a la luz azul que a la violeta. Además, la atmósfera también absorbe parte de la luz ultravioleta y violeta, lo que reduce aún más la cantidad de luz violeta que llega a nuestros ojos. Por lo tanto, percibimos el cielo como azul en lugar de violeta.
Durante el amanecer y el atardecer, el sol está cerca del horizonte y su luz atraviesa una mayor cantidad de atmósfera antes de llegar a nuestros ojos. Esto provoca que las longitudes de onda más cortas, como el azul y el violeta, se dispersen aún más, mientras que las longitudes de onda más largas, como el rojo y el amarillo, se dispersan menos y, por lo tanto, son más visibles. Como resultado, vemos el cielo con tonos rojizos y anaranjados durante estos momentos del día.
La contaminación del aire, como el smog y las partículas en suspensión, puede afectar el color del cielo al dispersar y absorber aún más la luz solar. Esto puede hacer que el cielo se vea más pálido o incluso gris, ya que la contaminación del aire dispersa y absorbe una mayor cantidad de luz azul y otros colores.