Mecanismo de mezcla de frecuencias de luz visible en nubes de tormenta

Entonces sé que cuando la luz roja y azul (o las frecuencias/longitudes de onda que percibimos como tales) golpean nuestros ojos con las proporciones correctas, nuestros ojos y cerebros interpretan eso como el color púrpura.

Por el contrario, acabo de leer que el color verde esmeralda brillante que pueden tener las tormentas severas es causado por nubes altas que crean mucha luz azul a través de la dispersión interna que luego se ilumina con la luz roja del sol de la tarde, y el la combinación de esos dos colores da como resultado el verde.

Claramente, lo que no está sucediendo es que las longitudes de onda rojas y azules no se dispersen por separado en la nube y luego golpeen nuestros ojos, porque entonces deberíamos ver la tormenta de color púrpura.

Entonces, ¿qué está pasando? ¿Cómo se "mezclan" los dos colores o algo en la nube para crear las longitudes de onda que vemos como verdes?

Con respecto a las nubes verdes y si las longitudes de onda son realmente verdes o si es una ilusión, consulte: http://www.scientificamerican.com/article/fact-or-fiction-if-sky-is-green-run-for-cover -tornado-se-aproxima/

Relacionado: ¿ Por qué agregar luz roja con luz azul da luz púrpura?

La mezcla de frecuencias parece ocurrir durante la dispersión, por lo que es una pista de lo que está sucediendo, pero no me queda claro si solo algunos tipos de dispersión causan la mezcla de frecuencias o si todos los tipos lo hacen. Si solo algunos tipos causan mezcla, ¿uno o más de esos tipos son causados ​​por nubes de tormenta? Suponiendo que la mezcla de frecuencias causada por la dispersión es el mecanismo para producir longitudes de onda verdes, ¿cómo es que las otras frecuencias producidas por la mezcla (p. ej., sobretonos) no son lo suficientemente visibles como para afectar la percepción del color (son absorbidas o no detectadas por el ojo humano o simplemente tienen una intensidad demasiado baja)? importar)?

Nunca he oído hablar de una nube verde. Buscar en Google solo mostró una nube de polen sobre Rusia. Tiene una referencia?
Viviendo en un lugar con tormentas eléctricas en la mayoría de las tardes de verano (en un buen año), yo tampoco puedo recordar una nube de tormenta notablemente verde. Tenga en cuenta, sin embargo, que el azul y el amarillo se convertirán en verde, y el amarillo es un color común de las nubes vespertinas (de amarillo a naranja a rojo a medida que el sol se hunde).
En el área metropolitana de Washington, DC, que no es famosa por tornados o granizo como el medio oeste estadounidense, tenemos al menos una siniestra tormenta verde cada verano. Estuve a unos 100 pies de un tornado y corrí a mi automóvil para protegerme del granizo del tamaño de una pelota de golf. Los cielos verdes con tiempo severo son muy reales, te lo aseguro. En realidad es un efecto bastante hermoso. Espero que algún día todos puedan verlo desde un lugar que sea relativamente seguro.
Parece que la mezcla de frecuencias durante la dispersión ocurre cuando la dispersión es causada por electrones libres y unidos armónicamente: nature.com/nature/journal/v225/n5239/abs/2251239a0.html Se agregaron etiquetas ópticas y ópticas no lineales
Acabo de encontrar este artículo que es extraño porque fui asistente editorial en OSA hace 20 años: osapublishing.org/oe/abstract.cfm?uri=oe-16-1-466

Respuestas (1)

Este es un ejemplo simple de cómo la luz roja y la azul pueden mezclarse para que parezcan verdes al ojo humano. Tomemos el ejemplo de dos fuentes de luz armónicas de tiempo monocromáticas con frecuencias ω 1 y ω 2 . Por simplicidad, sean ambos cosenos, entonces,

F ( t ) = A 1 porque ⁡ ( ω 1 t ) + A 2 porque ⁡ ( ω 2 t ) = 2 A 1 A 2 porque ⁡ ( ( ( ω 1 + ω 2 ) t ) / 2 ) porque ⁡ ( ( ( ω 1 − ω 2 ) t / 2 )

Esto es esencialmente un coseno modulado en amplitud con una frecuencia que varía en el régimen de THz, sin embargo, nuestro ojo no puede discernir la modulación de amplitud, por lo que percibimos algo así como el promedio de tiempo. Si ω 1 está en el régimen azul y ω 2 está en la región roja del espectro, sus longitudes de onda son algo así como,

ω 1 = 2 π ⋅ 650 THz
ω 2 = 2 π ⋅ 450 THz

y ( ω 1 + ω 2 ) / 2 = 2 π ⋅ 550 THz , que se encuentra en la región verde del espectro visible.

Bien, entonces el régimen de THz es solo la frecuencia con la que viaja la energía electromagnética correspondiente a la luz. Corresponde directamente a la longitud de onda de la luz por la fórmula omega = 2*pi*c/lambda donde lambda es la longitud de onda de la luz. Entonces, las frecuencias en el régimen de THz son muy "rápidas" ya que las longitudes de onda de la luz visible son muy pequeñas. Es decir, rápido en comparación con algo como un teléfono o Internet, que normalmente funcionan en el régimen de GHz o MHz.
Hay al menos un error tipográfico en su expresión, ¿no debería serlo? ( ω 1 + ω 2 ) t / 2 para uno de los porque ¿términos? ¿Y la mezcla de frecuencias no requiere una respuesta no lineal de al menos un elemento? ¿Puedes explicar qué elemento es ese?
@Floris Gracias, lo he corregido, el intérprete de Latex en el navegador que me veo obligado a usar en el trabajo apesta, por lo que es difícil detectar algunos de los errores.
@CJRS: no se preocupe, todos lo hacemos. Es por eso que esto es una "comunidad"...
No tiene que iniciar y detener un entorno matemático para cada variable. Revisa el historial de edición para ver cómo lo cambié. Es mucho más simple.
@DanielSank Gracias por la edición, soy bastante nuevo en el uso de TeX, todavía estoy tratando de dominarlo. :)
@CJRS Hola, no hay problema. Tenga en cuenta que la sintaxis utilizada en este sitio es una especie de versión ligeramente modificada de TeX. El TeX que usa en sus propios documentos será un poco diferente. La mayor diferencia es que TeX normal no usa el signo de dólar doble para entornos matemáticos (al menos no creo que lo haga).
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