Diario de un Radioaficionado

Este articulo fue publicado en:

http://enebro.pntic.mec.es/~fmag0006/cielo/Color_del_Cielo.htm

Y fue tomado con fines de informacion ya que es un excelente tema, aqui les dejo el transcrito para que lo lean, en verdad es genial ya que al tomar en cuenta varios aspectos fisicos, nos daremos cuenta que hemos vivido una mentira durante años al creer que los colores existen como elemento solido, liquido o gaseoso… la cruel realidad, es que son un fenomeno fisico relacionado con los conceptos electromagneticos que ya se analizaron en esta bitacora en el tema de “espectro electromagnetico”.

¿POR QUÉ EL CIELO ES AZUL?

LA BELLEZA DEL CIELO A TRAVÉS DE LA FÍSICA.

Autores Originales: Mª Isabel Suero López y Ángel Luis Pérez Rodríguez.

“Todas las coloraciones y formas que el cielo nos ofrece, tienen una propiedad común: que no pueden imitarse con los medios humanos. Siempre que se intenta reproducirlas sobre un lienzo, un papel, madera o metal, se fracasa irremediablemente. Son obra de un maestro que dispone de medios verdaderamente celestiales; su pincel es la luz solar, y su lienzo es el voluble éter con sus nubes y el finísimo tejido del velo del polvo atmosférico: ningún artista dispone de ellos.”

El mar de aire que nos rodea, constituye un inagotable manantial de gozo para nuestros ojos. El azul de una clara mañana de primavera, el rojo anaranjado de un crepúsculo en una llanura, han hecho a los hombres deleitarse, poetizar e investigar una y otra vez. No importa en qué parte de la Tierra vivamos, tenemos todos un mismo cielo en común. En lo alto, el cielo se nos presenta tan pronto azul ultramar como rosado, ahora blanquecino o de un delicado azul celeste, engalanado con nubes en forma de copos, deshechas en desgarrados jirones o potentemente hinchadas. La variabilidad de esta imagen es tan grande que nunca se reproduce exactamente. Y los colores salen de una paleta tan rica, que nuestros pintores dirigen, una y otra vez, su mirada al cielo, para inspirarse en el colorido de una puesta de sol o del arco iris.

La belleza del cielo no es más que el resultado de la interacción de la LUZ del Sol con la atmósfera.

Una cantidad de humedad, relativamente pequeña, acompañada de partículas de polvo y de ceniza es suficiente para provocar en el cielo las múltiples manifestaciones de color.

Cuando se dan condiciones atmosféricas especiales, pueden aparecer fenómenos atmosféricos cromáticos como son el Arco Iris, los Círculos de Ulloa, las Coronas solares y lunares, los Halos, Falsos Soles y Falsas Lunas y otros más "raros" (Espejismos, el Rayo Verde, la Luz Sagrada, Auroras Polares, Fuegos de San Telmo…), que son fenómenos ópticos completamente explicables. Aquí nos ocuparemos sólo del fenómeno óptico más común que es el color del cielo, en sus variadas posibles manifestaciones.

El secreto del color azul del cielo esta relacionado con la composición de la luz solar -integrada por los distintos colores del arco iris- y con la humedad de la atmósfera. (El Sol es quien se encarga de procurar al aire su humedad. Con su calor, hace que parte del agua de la superficie terrestre se evapore. En corriente invisible pero incesante, la humedad se dirige hacia el cielo desde los océanos, mares, lagos y ríos; desde el suelo, las plantas y los cuerpos de los animales y del hombre).

Para explicar el color azul del cielo, imaginemos que dejamos pasar un rayo de sol por un prisma de vidrio. La luz se abre en un abanico de colores (se dispersa) por refracción y como resultado de esta dispersión vemos una gama de colores: violeta, azul, verde, amarillo y rojo. El rayo violeta es el que se ha separado mas de la dirección del rayo blanco y ahí esta precisamente la explicación del color del cielo. La desviación es máxima para los rayos de longitud de onda corta (violeta y azul), y mínima para los de longitud de onda larga (amarillos y rojos), que casi no son desviados. Los rayos violetas y azules, una vez desviados, chocan con otras partículas de aire y nuevamente varían su trayectoria, y así sucesivamente: realizan, pues, una danza en zigzag en el seno del aire antes de alcanzar el suelo terrestre. Cuando, al fin, llegan a nuestros ojos, no parecen venir directamente del Sol, sino que nos llegan de todas las regiones del cielo, como en forma de fina lluvia. De ahí que el cielo nos parezca azul, mientras el Sol aparece de color amarillo, pues los rayos amarillos y rojos son poco desviados y van casi directamente en línea recta desde el Sol hasta nuestros ojos.

Si profundizamos un poco más, la explicación es más compleja. La luz es una onda electromagnética y las piezas fundamentales de la materia en su estado más frecuente en la Tierra, son los átomos. Si las partículas existentes en la atmósfera, tienen un tamaño igual o inferior al de la longitud de onda de la luz incidente (átomos aislados o pequeñas moléculas), la onda cede parte de su energía a la corteza atómica que comienza a oscilar, de manera que un primer efecto de la interacción de la luz con las partículas pequeñas del aire es que la radiación incidente se debilita al ceder parte de su energía, lo que le sucede a la luz del Sol cuando atraviesa la atmósfera. Evidentemente esta energía no se queda almacenada en el aire, pues cualquier átomo o partícula pequeña cuya corteza se agita, acaba radiando toda su energía en forma de onda electromagnética al entorno en cualquier dirección. El proceso completo de cesión y remisión de energía por partículas de tamaño atómico se denomina difusión de RAYLEIGH (en honor del físico inglés Lord Rayleigh que fue el primero en darle explicación) siendo la intensidad de la luz difundida inversamente proporcional a la cuarta potencia de la longitud de onda. La difusión será mayor por tanto, para las ondas más cortas: Como consecuencia de ello, llegamos a la misma conclusión, la luz violeta es la más difundida y la menos, la roja. El resultado neto es que parte de la luz que nos llega desde el Sol en línea recta, al alcanzar la atmósfera se difunde en todas direcciones y llena todo el cielo.

El color del cielo, debería ser violeta por ser ésta la longitud de onda más corta, pero no lo es, por dos razones fundamentalmente: porque la luz solar contiene más luz azul que violeta y porque el ojo humano (que en definitiva es el que capta las imágenes -aunque el cerebro las interprete-), es más sensible a la luz azul que a la violeta.

El color azul del cielo se debe por tanto a la mayor difusión de las ondas cortas. El color del sol es amarillo-rojizo y no blanco, porque si a la luz blanca procedente del Sol -que es suma de todos los colores- se le quita el color azul, se obtiene una luz de color amarillo-roja.

La difusión producida por los gases es muy débil, sin embargo, cuando el espesor de gas es muy grande, como sucede en la atmósfera, fácilmente se puede observar la luz difundida.

El hecho de que la difusión sea mayor para las ondas más cortas, es la base de la utilización de los faros antiniebla.

Independientemente de todas las posibilidades que se puedan presentar, puede afirmarse que, cuanto mayor sea el numero de partículas que enturbian el aire, tanto peores serán las condiciones de visibilidad a través de dicho aire.

Si la niebla es seca debido a la presencia de humo, polvo o gotitas de agua muy pequeñas, la luz amarilla – que parte de los faros antiniebla- apenas pierde intensidad a causa de la interposición de esta niebla, de manera que resulta visible a través de ella. Si la niebla es húmeda los mejores faros contra ella fracasan casi del todo, ya que la niebla húmeda esta formada por gotas grandes que dispersan, casi por igual, todos los colores de la luz blanca. El mismo Sol, visto a través de esta niebla de gotas grandes, aparece desdibujado y de color blanco lechoso, mientras que observado cuando la niebla se debe a polvo fino tiene el aspecto de disco rojo, como ocurre a menudo al ponerse el astro.

Si la luz interactúa con una partícula grande, no funciona el mecanismo de Rayleigh, ocurre un proceso mucho más sencillo: la partícula simplemente absorbe parte de la luz y la otra parte la refleja. Cada partícula se comporta como un espejo pequeñito que reflejará más o menos luz según su composición química y que alterará el color de la luz reflejada si la partícula está formada por sustancias coloreadas. Si la luz se encuentra con una distribución de partículas grandes, parte de la luz se esparce y, además, puede cambiar de color. Este proceso se conoce como difusión de Mie, y el ejemplo más sencillo lo tenemos en las nubes, donde las gotas de agua incoloras, esparcen la luz en todas las direcciones pero sin alterar su color. ( El cielo del planeta Marte es otro ejemplo de difusión de Mie, provocado por partículas coloreadas de tamaño grande, por eso no es azul, porque el tamaño de las partículas no permite la difusión de Rayleigh).

Cuando la difusión de Mie actúa de forma masiva, si las partículas difusoras no son coloreadas, el resultado es la atenuación de la luz blanca hacia grises cada vez más oscuros. Esta es la causa de que en los días muy nublados, cuando las nubes son muy gruesas, el cielo aparezca mas o menos gris, y a veces casi negro.

Las salidas y puestas de sol nos brindan a diario hermosos espectáculos, los mas bellos que el aire puede ofrecer a nuestros ojos.

Si el horizonte es amplio, como sucede en las zonas de costa, los efectos se multiplican y el espectáculo es todo un poema.

Al atardecer, el camino que la luz solar recorre dentro de la atmósfera es mas largo, los rebotes sucesivos en unas partículas y otras hacen crecer la probabilidad de que la luz acabe chocando con una partícula absorbente y desaparezca, de manera que incluso la parte amarilla es afectada y difundida y solo los rayos rojos, los más direccionales, siguen un camino casi rectilíneo. De ahí el color rojo del sol poniente.

Los colores que nos ofrece el cielo en estos casos, se originan también gracias a la intervención de las moléculas existentes en el aire y de las partículas que éste tiene en suspensión el aerosol atmosférico que dispersan y desdoblan la luz solar de múltiples modos.

Ya antes de que el Sol se hunda en el horizonte, vemos cómo el colorido del cielo se vuelve más intenso, mas saturado. Mientras la luz que aparece en los alrededores del disco solar vira hacia el amarillo-rojizo y en el horizonte resulta verde-amarillenta, el azul del cielo se vuelve más intenso en el cenit.

Cuando el Sol se halla a una distancia angular del horizonte de 1 ó 2°, la luz crepuscular derrama sobre el borde del cielo su mágica luminosidad. Poco a poco, el resplandor amarillo se transforma en una luz rojo-anaranjada, y, finalmente, en una luminosidad centelleante color fuego, que, algunas veces, llega a presentar el rojo color de la sangre. Cuando ya el astro diurno ha desaparecido bajo el horizonte, se observa en el oeste del cielo un resplandor purpúreo, que alcanza su máxima intensidad cuando el Sol ha descendido unos 5° por debajo del horizonte. Encima del lugar en donde se ha puesto el Sol, separado del horizonte por una estrecha franja rojo-parda, suele verse un semicírculo cuyo color varia entre el púrpura y el rosa. Esta coloración se debe en esencia a la refracción de la luz solar en las partículas que enturbian el aire situado entre los 10 y los 20 km. de altura, y desaparece cuando ya el Sol ha llegado a los 7 ° por debajo del horizonte.

Cuando existe una cantidad anormalmente elevada de aerosoles (polvo atmosférico), la luz del amanecer y del atardecer es especialmente roja. Sucede generalmente cuando existen presiones atmosféricas elevadas (anticiclón) ya que la concentración de partículas de polvo en el aire es mayor a altas presiones. Los colores rojos intensísimos que solemos contemplar aquí en Extremadura, por el mes de octubre y en algunas ocasiones esporádicas, pueden ser debidos al aumento de aerosoles por la quema de los barbechos de las cosechas.

Si la tierra no tuviera atmósfera, la luz solar alcanzaría nuestros ojos directamente desde el disco solar y no recibiríamos luz difundida y el cielo aparecería tan negro como por la noche (los astronautas pueden observar durante el día las estrellas, la luna y los planetas debido a que están fuera de la atmósfera).

En casos excepcionales pueden aparecer coloraciones especiales debido a la contribución de los volcanes en actividad. Cuando se produjo la erupción del volcán Krakatoa (26 y 27 de agosto de 1883, -36000 muertos por la erupción-) se presenció en la Tierra un notable ejemplo de ello. La erupción lanzó a los aires un volumen de masas rocosas de la pequeña Isla de Krakatoa (situada en el Estrecho de la Sonda, entre Sumatra y Java) que se estima en unos 18 km-cubicos. Trozos de roca del tamaño de una cabeza humana salieron despedidos hacia lo alto con velocidades iniciales de 600 a 1000 m/s, y el estruendo de la explosión se dejó oír en Rodríguez (Isla de Madagascar) a 4774 kilómetros de distancia. El cielo permaneció oscuro durante varios días. Las partículas mas finas de ceniza volcánica expulsadas por el volcán se esparcieron hasta los 80 km de altura, fueron arrastradas por las corrientes atmosféricas elevadas y dieron la vuelta a la Tierra por dos veces. Se produjeron en el aire fantásticos fenómenos cromáticos que continuaban aun meses después del cataclismo; entre otros, se observaron asombrosas coloraciones durante las salidas y puestas de sol y se vieron soles de todos los colores, entre ellos rojo-cobre y verde. También se vieron soles de color azul, como pueden asimismo verse en raras ocasiones en Europa, cuando en el Canadá, por ejemplo, se produce un gran incendio forestal y los vientos del Oeste arrastran hasta nuestro Continente partículas de ceniza finísimas.
Debido a que al atardecer, el camino que la luz solar recorre dentro de la atmósfera es mas largo, como hemos indicado anteriormente, es por lo que el Sol se ve más achatado y ancho pues el efecto de refracción a través de la atmósfera es muy grande.

Por último, el color negro de la noche, es debido a que a la atmósfera que rodea al observador, apenas llega luz y por tanto no se puede dar suficiente difusión.

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BIBLIOGRAFÍA

HECHT Y ZAJAC: Óptica. Addison Wesley Iberoamericana. 1986.

JUSTINIANO CASAS: Óptica. ED. Librería PONS. Zaragoza. 1994.

ROBERT GREENLER: Rainbows, Halos, and Glories. Cambridge University Press, 1980.

DAVID MALIN Y PAUL MURDIN: Colours of the Stars. Cambridge University Press, 1984.

STAN GIBILISCO: Ilusiones Ópticas. Ed. McGraw-Hill. 1991.

SILVIO RODRIGUEZ: La ilusión lunar. Tribuna de Astronomía. Junio 1996.

EULALIA SACRISTÁN: Los colores del cielo. Muy Interesante. Agosto 1996.

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En conclusion personal…

La luz es un fenomeno electromagnetico que se caracteriza por poder reflejar y refractar (ademas de otros efectos) en elementos solidos, liquidos, gaseosos, etc (el etc es por que ya se ha catalogado el plasma como otro estado de la materia), gracias a este fenomeno es que el ser humano puede ver y distinguir colores (que son la base de nuestra vision del mundo que nos rodea); curiosamente en México no se le da mayor importancia al efecto de la luz sobre los colores y lo que vemos a nuestro al rededor, por ende, no se tiene una cultura del espectro electromagnetico que nos rodea, es mas, si nuestros ojos pudieran ver TODA la gama del espectro, detectariamos incluso las ondas de HF, VHF, UHF, rayos cosmicos etc, sin embargo gracias al cielo no es asi ya que de ser asi a mi particular punto de vista nos volveriamos locos… o al menos mas de lo que ya estamos.

Hola nuevamente, hoy les traigo una reseña sobre las frecuencias de television empleadas en México, muchas de estas frecuencias se encuentran en VHF para television abierta, mientras que otras tantas se encuentran en UHF.

Como podemos recordar, en temas anteriores de esta bitacora, mencionamos el rango de frecuencias VHF, la cual, es la abreviatura utilizada para identificar la Very High Frecuency o mejor conocida como “Frecuencias Muy Altas”.

En el caso de la Television, al igual que en los radios, a cada canal le corresponde una determinada frecuencia, estas frecuencias cubren los canales desde el 2 hasta el 13 en VHF.

A su vez, para el caso de televisión la banda VHF se encuentra dividida en tres sub-bandas: sub-banda I que corresponde a los canales del 2 al 4; sub-banda II que incluye a los canales 5 y 6; y sub-banda III que incluye los canales del 7 al 13 (esta sub-banda tambien es conocida como Banda Alta de Television).

El modo de transmision empleado en la Television, se determina por la combinación de transmisor y receptor en un satélite. Los satélites geoestacionarios, usados para entregar señales de televisión, tienen algunos “transponders”, los cuales reciben una señal emitida en una frecuencia determinada desde una estación terrestre, o telepuerto, y la retransmiten hacia la tierra, a una estación de recepción (parabólica y decodificador) en otra frecuencia determinada.

Tabla de Equivalencias de Canales con Frecuencias empleadas en la Television de México.

Frecuencia de Canales de Television en VHF para México

Frecuencia de Canales de Television en UHF para México

La asignacion de los canales en mexico, sus indicativos y mas datos interesantes de cada canal, esta disponible en el wiki siguiente (copiar y pegar vinculo en barra de direcciones y dar enter):

http://es.wikipedia.org/wiki/Categoría:Canales_de_televisión_de_México

Ahora bien, hay algo que se tratará mas adelante en esta bitacora en la seccion de Normatividad Legal, con respecto a algo que es llamado “Ley Televisa” y por lo cual se estuvo peleando mucho en el congreso de la union en México, sin embargo quisiera hacer notar desde ahora el factor técnico del cual se habla en esa ley (posteriormente repetire el siguiente parrafo cuando hable de la mencionada ley para que no se pierdan entre lo técnico y lo legal).

Como ya se ha visto en esta bitacora, el rango entero de frecuencias es llamado espectro, como por ejemplo, el espectro de la luz visible que tiene diferentes frecuencias y cada frecuencia representa un determinado color (ver mas en el post del espectro electromagnetico). Bueno, es importante conocer que ya es posible generar una división del espectro para determinar las fronteras de utilización de las frecuencias, ya sea entre varios servicios o en un mismo servicio. Asi pues, es posible obtener, utilizando técnicas de compresión, varias señales de televisión utilizando un mismo canal. Esto quiere decir que una señal de televisión típica, como las que vemos hoy en día y que utiliza un ancho de banda analógico de 6 Mhz, por medio de técnicas de compresión digital, permitiria que este mismo ancho de banda pueda ser utilizado para entregar cuatro o más señales de televisión a la vez, es decir, enviar por un mismo canal el equivalente a 4 o bien utilizar de esos 4 solo 1 para el canal de television original y las otras 3 lineas para servicios diversos como internet, radio, telefono, etc.

Solo hago el apunte para no perder de vista que la tecnología digital de compresion nos ha alcanzado y que estos canales analogicos presentados en la tabla podrian “cambiar” en un futuro cercano para que con esa misma frecuencia y ese mismo ancho de banda se puedan enviar otros servicios ademas del de video.

Resumen

Por definición, es la porción del espectro de frecuencias destinada a la libre comunicación entre el personal civil, por medio de la radio y sin que medien exámenes o preparación especializada.

La Banda Ciudadana, se abrevia con las siglas CB, que se refieren a las iniciales en inglés de CITIZEN BAND. Otra forma de referirse a ella es por su frecuencia de 27 MHz o bien por su longitud de onda, que es la de 11 metros (por lo cual a las personas que transmiten en esta banda se les llama comunmente Oncemetristas).

Hay que considerar a la Banda Ciudadana como un hobby, que permite llenar los tiempos de ocio mediante la comunicación.

No obstante en algunas circunstancias pueden prestarse servicios a la sociedad, pues gracias al uso de los equipos de CB se han evitado o ayudado en algunas catástrofes, interviniendo en emergencias y prestando socorro en inundaciones, accidentes, incendios y otros desastres.

Equipos, antenas y accesorios

El equipo más sencillo de CB, consiste en un transmisor de 4W de potencia y 40 canales en modulación de amplitud modulada.

Las antenas pueden ser dipolos o bien antenas verticales para estaciones móviles.

El equipo de toda instalación requiere además un medidor SWR (ROE-metro), es decir, un aparato que permite estimar el porcentaje de potencia reflejada por la antena. Por debajo de un 4% de potencia reflejada (un ROE de 1,5), se considera que el transmisor no corre peligro; por encima, se considera que es mejor no transmitir para evitar que se queme el equipo.

Potencias de emisión

Las potencias máximas aceptadas por la legislación en la mayoría de los países es de 4 Watts en AM (Amplitud Modulada) y 12 Watts en SSB (Banda lateral única, o Single Side Band, en inglés). El uso de potencias mayores es ilegal; no obstante se venden amplificadores comerciales para transmitir con potencias mucho mayores (estos son los famosos Huaraches, pero en México es ilegal su uso).

Frecuencias

La Banda Ciudadana consta de 40 canales comenzando en 26.965 MHz y finalizando en 27.405 MHz.

Los equipos más completos tienen acceso a frecuencias por encima y por debajo de los 40 canales permitidos, y no deben usarse sino para la escucha, ya que según el país, corresponden a frecuencias afectadas a otros servicios; interferir en ellas constituye delito.

Aunque los canales se pueden usar libremente existen dos que tienen una utilización especifica:

En México el Canal 9 es el denominado Canal de Emergencia y se utiliza tanto por la Comision Nacional de Emergencia (o Red Nacional de Ayuda) asi como por la ciudadanía para comunicar en situaciones de este tipo; incluso organizaziones como cruz roja o bomberos en ocasiones mantienen escucha en este canal, aunque esta practica esta cayendo en desuso desde la popularizaion de la telefonia movil.

En mexico el Canal 5 es el denominado Canal de Carretera, es el utilizado principalmente por camioneros, transportistas, etc para comunicaciones relacionadas con incidencias en carreteras como atascos, controles policiales, etc o preguntar como llegar a un determinado lugar, etc

La lista de canales y sus respectivas frecuencias es la siguiente:
Canal 01 _______ 26.965 MHz
Canal 02 _______ 26.975 MHz
Canal 03 _______ 26.985 MHz
Canal 04 _______ 27.005 MHz
Canal 05 _______ 27.015 MHz
Canal 06 _______ 27.025 MHz
Canal 07 _______ 27.035 MHz
Canal 08 _______ 27.055 MHz
Canal 09 _______ 27.065 MHz
Canal 10 _______ 27.075 MHz
Canal 11 _______ 27.085 MHz
Canal 12 _______ 27.105 MHz
Canal 13 _______ 27.115 MHz
Canal 14 _______ 27.125 MHz
Canal 15 _______ 27.135 MHz
Canal 16 _______ 27.155 MHz
Canal 17 _______ 27.165 MHz
Canal 18 _______ 27.175 MHz
Canal 19 _______ 27.185 MHz
Canal 20 _______ 27.205 MHz
Canal 21 _______ 27.215 MHz
Canal 22 _______ 27.225 MHz
Canal 23 _______ 27.255 MHz
Canal 24 _______ 27.235 MHz
Canal 25 _______ 27.245 MHz
Canal 26 _______ 27.265 MHz
Canal 27 _______ 27.275 MHz
Canal 28 _______ 27.285 MHz
Canal 29 _______ 27.295 MHz
Canal 30 _______ 27.305 MHz
Canal 31 _______ 27.315 MHz
Canal 32 _______ 27.325 MHz
Canal 33 _______ 27.335 MHz
Canal 34 _______ 27.345 MHz
Canal 35 _______ 27.355 MHz
Canal 36 _______ 27.365 MHz
Canal 37 _______ 27.375 MHz
Canal 38 _______ 27.385 MHz
Canal 39 _______ 27.395 MHz
Canal 40 _______ 27.405 MHz