Dispersión de Rayleigh

[nnacho33209]

Lo entiendo, pero ahora me asaltan mas dudas:

¿Porqué ese fenómeno no es más frecuente en las zonas con más cantidad de partículas como es la baja atmósfera? ¿es porque sólo ocurre si la luz se encuentra con átomos y no con moléculas poliatómicas, que son las que habitan las zonas bajas de al atmósfera?

Tampoco entiendo porque la menor probabilidad de dispersion es hacia adelante. Para no darte más trabajo, que con lo anterior ya me siento agraciado por ti, me podrías decir cómo se llama ese fenómeno y así lo busco yo?

[Alex]

nnacho

¿Porqué ese fenómeno no es más frecuente en las zonas con más cantidad de partículas como es la baja atmósfera? ¿es porque sólo ocurre si la luz se encuentra con átomos y no con moléculas poliatómicas, que son las que habitan las zonas bajas de al atmósfera?

Este fenomeno se da siempre que la luz choca con alguna particula. Al haber pocas particulas (poca densidad) los fotones que son absorbidos por un atomo y vuelto a emitir, tienen mas probabilidad de recorrer un mayor espacio sin chocar con otro atomo, y por eso la dispersion es mas lateral. (esto no quiere decir que no pueda haber dispersion frontal, pero de 360º en que puede emitirse un foton por un atomo, solo hay una de que se emita hacia adelante y 359 de que se emita en otra direccion... ).

Al aumentar la densidad, como en las capas bajas de la atmosfera, los fotones de cada frecuencia, son constantemente absorbidos, remitidos, desviados, reflejados y refractados. Ocurre la mismo, pero al haber muchos atomos juntos es mas facil de que un foton absorbido, aunque sea remitido para atras, sera inmediatamente abosorbido por otro atomo que lo desviará en otra dirección e inmediatamente otro... y al final de su accidentado recorrido, se habra desviado fundamentalmente hacia adelante (no quiere decir en la misma dirección, pero si en un angulo relativamente estrecho respecto a su direccion primitiva. Como siempre el rayo azul sera el mas desviado y el rojo el menos desviado, por eso en las capas bajas el rayo rojo apenas se desvia y el azul si. De ahi el color rojizo del cielo en las cercanias del sol cuando se esta poniendo o saliendo.

En los solidos (cristales) este fenomeno es mucho mas coherente, ya que los atomos de un cristal, forman una red perfectamente alineada y manteniendo una misma separacion entre ellos, por lo que se puede medir la desviacion de cada frecuencia. Cuando la materia es amorfa )como la atmosfera) es mas dificil medir y de hecho, es muy cambiante, dependiendo del nivel de particulas, densidades, aerosoles y polvo que hay en la atmosfera baja.

Puedes buscar mas informacion detallada en google: DISPERSION, ESPARCIMIENTO... De todas formas si tienes dudas, haces bien en preguntar, que entre tanto forero como somos, seremos capaces de dar una respuesta medianamente regular!

Saludos

Saludos

[nnacho33209]

¿entonces esa esa es la explicación de la refracción a nivel atómico?

[Alex]

Poco mas o menos. Supongo que cuando te refieres a "nivel atomico" te estas refiriendo a nivel cuántico y no ondulatorio. Los fotones al interactuar con la primera capa de atomos de un cristal (la interfaz), por ejemplo, les puede suceder tres cosas: O que se reflejen, que sean absorbidos o que se transmitan por el interior del cuerpo. Las probabilidades de que suceda esto son: De 100 fotones que llegan a la interfaz de un vidrio común, 4 serán reflejados, 15 serán absorbidos y 81 se transmitirán. La refracción estudia la luz que es transmitida por el interior del cuerpo.

Y básicamente es lo que hemos visto antes, de los fotones que no son reflejados, una parte produciran choques elasticos en los atomos, alterando su estado normal de vibracion, estos atomos, transmiten esa vibracion a los atomos vecinos, y estos a sus vecionos.... el resultado es que la energía de estos fotones se emplea en alterar el estado normal de estos atomos, que al final lo convierten en calor, el vidrio se va calentando aunque no lo notaremos mucho. El resto de los fotones si que son absorbidos por los átomos y se transmite esta energía a sus electrones produciendo un estado de excitación, se dice que aumenta su nivel cuantico. El electron excitado, inmediatamente (1*10^-9 s) se libera de esa energía, emitiendo un nuevo foton en cualquier dirección y este foton sera de igual frecuencia que el sirvio para la excitacion del electron. Este electron vuelve asi a su estado normal. El foton que emitió este electron, será absorbido por el atomo vecino, repitiendo el proceso... asi hasta que llega al ultimo... El resultado es que el foton, aun circulando a la velocidad de la luz (un foton no existe a velocidad distinta de c), vemos como gasta mas tiempo en recorrer el camino, porque ha sido absorbido y emitido unas pocas de veces... y cada vez ha perdido 1*10^-9 segundos, y el resultado es que nos parece que ese foton ha circulado a menos velocidad que la luz, pero en realidad va velocidad c.

Si observamos el interior, veremos que la trayectoria seguida no es exactamente la misma con la que entro, sino que se habra desplazado formando un angulo. Cada foton de distinta frecuencia o energía, seguira un recorrido diferente (difraccion). Tambien el medio tiene influencia, según la composicion de atomos que posea. Pero para el estudio de la luz, lo mejor es hacerlo bajo el punto de vista de onda electromgnetica y no de particula.

Bajo el punto de vista de onda electromagnetica, se dice que la refraccion es la relacion que hay entre la velocidad de la luz en el vacio y la de propagacion por el medio que se trate. Cuando te dicen que un determinado vidrio o cristal tiene un indice de refraccion x, se estan refieriendo exclusivamente al correspondiente a una determinada frecuencia (creo que es a un rojo, pero no me acuerdo cual) por lo que los demas lo haran con "otro indice" (cada uno el suyo) dando lugar al problema de la aberracion de color.

Saludos