Óptica geométrica. Absorción y difusión de la luz. Espectro de la luz solar

Rayos, color y espectro del Sol

En óptica geométrica, la luz viaja en rayos y, al cambiar de medio, se refracta según n₁·sen θ₁ = n₂·sen θ₂. La materia puede absorber la luz (la energía se convierte en calor) o difundirla en todas direcciones. La luz solar es una mezcla de longitudes de onda: infrarrojo (calor), visible (de rojo a violeta) y ultravioleta. Un prisma la dispersa porque el índice de refracción cambia con el color.

Ejemplo. Un rayo pasa del aire al agua (n = 1.33) con 45° respecto a la normal: sen θ₂ = sen 45° ÷ 1.33 ≈ 0.53, de donde θ₂ ≈ 32°. La difusión de Rayleigh es proporcional a 1 ÷ λ⁴: la luz azul de 450 nm se difunde (700 ÷ 450)⁴ ≈ 5.9 veces más que la roja de 700 nm, y por eso el cielo se ve azul. Un objeto verde absorbe casi todos los colores menos el verde, que refleja.

Error típico. Atribuir el azul del cielo al reflejo del mar. Viene de la difusión de la luz solar en las moléculas del aire. Y creer que la luz ultravioleta es visible: llega con la luz solar, pero el ojo no la percibe, aunque puede dañar la piel y la retina.