Reflexión, refracción y difracción atmosférica

La atmósfera, a causa de la reflexión que en sus moléculas experimenta la luz marchando después en todas direcciones, es el origen de los fenómenos de iluminación tal como estamos acostumbrados a observarla en la superficie de la Tierra. A no ser por el aire, el transito del día a la noche sería instantáneo, el de las porciones iluminadas a las sumergidas en las sombras completamente brusco; no existiría el clarooscuro.

La refracción atmosférica es también causa de importantísimos fenómenos. Al pasar los rayos del Sol y de los demás astros de los espacios planetarios a la atmósfera, normalmente a la superficie de ésta, no experimentan desviación ninguna en su dirección; pero a medida que los astros se apartan del cenit, el fenómeno de la refracción va siendo más marcado, de suerte que en el horizonte la desviación resultante es de medio grado. Este es el diámetro aparente del Sol, y por eso mediante la refracción atmosférica, se ve al Sol con su borde inferior tangente al horizonte cuando en realidad ya se encuentra bajo esta tangente por su borde superior.

Es de la mayor importancia en Astronomía el estudio de la refracción atmosférica para determinar con exactitud la posición de los astros en la bóveda celeste. Consecuencia de esta propiedad es el percibir a veces alteradas las formas de los objetos lejanos y por último los curiosos fenómenos del espejismo, de suspensión, del arco iris, de los halos y parelios.

La difracción es también causa de ciertos efectos curiosísimos que se observan en la atmósfera. Las coronas, o bandas circulares coloreadas en rojo y en violeta alrededor del Sol y de la Luna, los antelios, donde hay que colocar el famoso círculo de Ulloa, el espectro del Brocken y otros fenómenos análogos, son debidos a aquel fenómeno óptico que combinándose con otros produce efectos complicadísimos que fueron hasta estos últimos tiempos origen y fundamento dé supersticiones y desvaríos entre el vulgo ignorante, de trabajos incesantes y de curiosidad vivísima entre los hombres de ciencia. Entre los fenómenos que han tenido también este privilegio, producidos asimismo por la presencia de la atmósfera terrestre, se encuentra el del centelleo o escintilación de las estrellas.

La polarización de la luz de la atmósfera es también interesante de estudiar y de medir: esto se consigue por medio de los polariscopios o analizadores. Se puede comprobar con estos aparatos que la luz esta débilmente polarizada en las regiones próximas al Sol; que va aumentando, y su plano es vertical, a medida que nos apartamos del astro hasta 90° de la posición que éste ocupe, en que llega a su máximum, y de aquí disminuye y antes de llegar a los 180°, esto es, que antes del punto simétrico con el Sol, se encuentra un punto neutro donde la luz no está polarizada; y más abajo continuando el círculo, a partir del Sol la polarización vuelve a manifestarse, pero ya es horizontal. Esta y el punto neutro tienen por origen las reflexiones secundarias que se manifiestan entre las moléculas del aire: por consecuencia puede concluirse que los efectos de la luz con respecto a este punto se deducen de la mezcla de rayos luminosos polarizados vertical y horizontalmente, pero en ciertos sitios predominará una u otra según se considere la luz de cerca del Sol o al otro extremo del diámetro. El estado del cielo y muchas circunstancias accidentales alteran la regularidad de estos efectos.

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