Se puede hacer una puesta de sol en una taza de leche

Pregunta

Sí, se puede hacer una puesta de sol en una taza de leche.

El mismo patrón de colores naranja y rojo que ves cuando se pone el sol se puede crear en tu taza de leche si configuras la situación adecuadamente..

La física que hace que tu taza de leche sea naranja y roja es exactamente la misma física que hace que el cielo al atardecer sea naranja y rojo..

Haciendo el atardecer en una taza de leche

En este sentido, literalmente puedes hacer una puesta de sol en tu taza de leche. Ni siquiera necesitas el sol para hacerlo.. Primero veamos la física básica y luego entenderemos cómo hacer una puesta de sol en una taza..
puesta de sol en una taza
Estas imágenes muestran un atardecer en una taza de leche y el cielo azul en una taza de leche..

Para obtener estas imágenes, todo lo que necesitas es leche diluida en la cantidad adecuada y un brillo, bombilla de luz blanca sostenida cerca de la leche.

Los patrones de color en estas tazas son causados ​​exactamente por la misma física que causa las puestas de sol y los cielos azules..

El color naranja se ve cuando se mira directamente a la bombilla a través de la copa y el color azul se ve cuando se mira el lado de la copa en relación con la bombilla..

Cuando la luz se dispersa desde un objeto que es mucho más grande que su longitud de onda., la luz actúa como una pequeña canica.

Debido a esto, Los diferentes colores de luz rebotan en un objeto grande en el mismo ángulo..

Este tipo de dispersión se llama “dispersión geométrica”.

Es el tipo de dispersión con el que estamos más familiarizados en la vida cotidiana..

La luz roja tiene una longitud de onda de 630 nanómetros. A diferencia de, el diámetro de una manzana es aproximadamente 8 centímetros, lo cual es sobre 130,000 veces mayor que la longitud de onda de la luz roja.

Por lo tanto, La luz roja definitivamente rebota geométricamente en una manzana..

Dado que la luz blanca se compone de todos los colores visibles., Al brillar luz blanca sobre un objeto que es mucho más grande que la longitud de onda de la luz, los diferentes colores se reflejan todos en el mismo ángulo..

Esto produce dos efectos cuando un objeto grande se ilumina con luz blanca.: 1) El objeto tiene el mismo color sin importar el ángulo desde el que se mire., y 2) El color general del objeto está determinado en gran medida por los colores que se absorben y los que no..

Por ejemplo, Una hoja de arce es mucho más grande que la longitud de onda de la luz visible y, por lo tanto, hace que la luz se disperse geométricamente..

Una hoja de arce rojo sano absorbe, naranja, amarillo, azul, y la luz violeta de la extensión completa de colores que están presentes en el incidente de la luz solar blanca.

Por lo tanto, la hoja sólo refleja de nuevo la luz verde.

Vemos como la hoja verde ya que este es el único color de la luz que llega a nuestros ojos.

además, la hoja se ve verde de todos los ángulos de visión.

Puesto que el color de un objeto grande se determina principalmente por su espectro de absorción, que es típicamente constante para todos los objetos hechos del mismo material, El color de un objeto grande es el mismo para todos los objetos de la misma clase..

Por ejemplo, Todas las hojas sanas de un roble son verdes..

Porque el color es constante en todos los ángulos de visión y en todos los objetos de una clase cuando interviene la dispersión óptica., Los humanos tendemos a pensar que el color es una propiedad innata de un objeto., lo cual es una simplificación excesiva útil pero inexacta.

En contraste con la dispersión geométrica, La dispersión de Rayleigh implica la dispersión de la luz en los objetos que son mucho más pequeñas que la longitud de onda de la luz.

Cuando la luz se dispersa fuera de un objeto tal, la luz no actúa como un sorprendente mármol y rebotando en un punto de la superficie del objeto.

Más bien, La luz actúa como un campo eléctrico uniforme vibrante que abarca completamente el objeto.

Como resultado, la luz se dispersa en todas las direcciones, hasta cierto punto.

además, la cantidad de luz que se dispersa en una determinada dirección depende del color de la luz y no de la geometría de la superficie del objeto.

Esto conduce a dos efectos cuando un objeto pequeño (más pequeño que aproximadamente 100 nanómetros) está iluminado por una luz blanca: 1) El objeto tiene un color diferente según el ángulo desde el que se lo mire., y 2) El color del objeto no está determinado por la forma o las propiedades del material de la superficie del objeto..

¿Cuál es el patrón de color generado por la dispersión de Rayleigh?? Un objeto que muestra dispersión de Rayleigh dispersa principalmente colores azul y violeta en dirección lateral, dejando rojo, naranja, amarillo, verde, y cantidades reducidas de azul y violeta para continuar viajando en la dirección de avance.

Dado que los objetos pequeños no dispersan mucha luz, y dado que los humanos no pueden ver pequeñas cantidades de luz, Se necesita una gran colección de objetos pequeños para que los humanos vean la luz producida por la dispersión de Rayleigh..

además, Los objetos tienen que estar bastante distribuidos para que actúen como objetos independientes..

Si un conjunto de objetos pequeños están más cerca unos de otros que la longitud de onda de la luz, simplemente actuarán como un objeto gigante.

Asi que, ¿Dónde podemos encontrar una gran colección de objetos a nanoescala que se encuentran algo dispersos?? En la atmósfera y suspendidos en líquidos..

Cuando piensas en pequeños objetos dispersos por la atmósfera., probablemente pienses en partículas de polvo, pedazos de contaminación, gotas de lluvia, gotas de niebla, y las pequeñas gotas de agua líquida que forman las nubes.

Resulta que en comparación con la longitud de onda de la luz visible, Todos estos objetos son demasiado grandes para participar en la dispersión de Rayleigh..

En lugar, Estos objetos generan en su mayoría dispersión geométrica., que tiende a dispersar todos los colores por igual en todas direcciones.

Por esta razón, polvo, contaminación, lluvia, neblina, y las nubes tienden a ser blancas, o variaciones de blanco como gris o marrón.

Los objetos en el cielo que son lo suficientemente pequeños como para mostrar la dispersión de Rayleigh son las propias moléculas de aire., que son en su mayoría moléculas de nitrógeno (N2) y moléculas de oxígeno (O2).

Cada molécula de aire dispersa más los colores azul y violeta en las direcciones laterales y deja que los otros colores continúen hacia adelante..

Por eso el cielo durante el día es azul. (el cielo diurno no se ve violeta por varias razones, el principal es que los ojos humanos no ven muy bien el color violeta).

Alrededor del atardecer, hay tanto aire entre el sol y el observador que los colores azules ya se han esparcido por otras partes de la tierra, dejando principalmente los colores rojo y naranja.

La leche es principalmente una colección de pequeñas gotas de aceite cubiertas de proteínas suspendidas en agua..

Estas manchas son lo suficientemente pequeñas como para generar dispersión de Rayleigh.. Por lo tanto, haciendo brillar la luz a través de un vaso de leche, Puedes obtener los mismos efectos de color que en el cielo..

sin embargo, La leche normal tiene una concentración tan alta de estas gotas de aceite que cada rayo de luz se dispersa muchas veces antes de salir de la taza..

Cada serie de múltiples eventos de dispersión tiende a aleatorizar y promediar los efectos de color de la dispersión de Rayleigh..

Como resultado, una taza de leche en concentración regular simplemente se ve blanca.

Para ver los efectos de color., necesitas diluir la leche. Esto hará que las gotas de aceite se extiendan lo suficiente como para que los rayos de luz solo se dispersen una vez..

Tome un vaso de vidrio transparente con una superficie lisa y llénelo casi hasta arriba con agua..

Siguiente, agregue leche a la taza una gota a la vez. Después de agregar cada gota, mezcle todo y mire una bombilla de luz brillante a través de la taza.

Continúe agregando las gotas de leche hasta que la bombilla se vea roja o naranja cuando se mira a través de la taza..

Presto! Tienes una puesta de sol en una taza. Para realzar el efecto, Haz esto por la noche con todas las luces apagadas excepto la bombilla que estás mirando a través de la taza..

Siguiente, Colóquese de modo que mire el costado de la taza en relación con la línea que conecta la taza y la bombilla.. Ahora ves un color azul.. Presto! Tienes el cielo de día en una taza.

Crédito:https://wtamu.edu/~cbaird/sq/2015/09/23/puedes-hacer-una-puesta-de-sol-en-una-taza-de-leche/

Deja una respuesta