La dispersión electromagnética es el efecto físico de una onda electromagnética, como la luz o las ondas de radio, que golpea un objeto. En lugar de proceder en línea recta, como lo hacen las ondas de luz sin obstáculos, la luz se refracta o rebota en las texturas microscópicas del objeto. La dispersión electromagnética es a menudo responsable de la apariencia del color y tiene varias formas distintas.
Dado el conocimiento suficiente sobre las partículas y ondas que se dispersan, es posible predecir cómo se dispersará la luz. El proceso también puede funcionar a la inversa, ya que la observación científica de la dispersión puede proporcionar información sobre la onda entrante y las partículas que la dispersan. El estudio de la dispersión ha dado lugar a importantes avances en varias áreas, incluidas las imágenes generadas por computadora, el radar y la tecnología médica.
Por qué el cielo es azul es una pregunta popular que puede explicarse por la dispersión electromagnética. La dispersión de Rayleigh se basa en los experimentos de un científico inglés de principios del siglo XX, John Strutt, el tercer barón de Rayleigh. Su trabajo se llevó a cabo sobre los efectos de dispersión de las ondas de luz en partículas más pequeñas que las ondas entrantes. Debido a que el azul tiene una longitud de onda corta, es particularmente susceptible a la dispersión, ya que rebota en las partículas de gas del aire que rodea la Tierra. Los tonos rojo, amarillo y naranja son longitudes de onda mucho más largas, por lo que solo son visibles en el cielo cuando se mira de cerca o al sol.
Debido al pequeño tamaño de las partículas de dispersión en la dispersión de Rayleigh, la forma de las partículas no se considera significativa. Los centros de dispersión más grandes están cubiertos por la teoría de la dispersión electromagnética de Mie, llamada así por el físico alemán Gustav Mie. Mie determinó que los cambios de color y opacidad son determinantes en el tamaño y la forma del centro de dispersión. Su trabajo se considera particularmente útil para comprender la dispersión electromagnética a través de neblinas o nubes.
Tanto las soluciones de Rayleigh como las de Mie se consideran elásticas, lo que significa que la dispersión de ondas no debilita significativamente su energía. También existen varias otras formas que se ocupan de los cambios de energía debido a la dispersión electromagnética, incluida la dispersión de Brillouin, Raman y Compton. La dispersión de Compton se considera particularmente significativa, ya que da evidencia de que la luz puede tener propiedades tanto de onda como de flujo de partículas. La dispersión electromagnética inelástica se utiliza en varios campos, incluida la astrofísica, la tecnología de rayos X y para medir la respuesta elástica de los tejidos vivos.
La dispersión electromagnética es, en su base, un concepto simple, visible en situaciones cotidianas. El estudio científico de la dispersión es extremadamente complejo e incluso las diversas soluciones enumeradas anteriormente no explican completamente los efectos y resultados de todas las situaciones de dispersión. Lo que se ha descubierto ha dado lugar a una tremenda innovación científica en las técnicas de imágenes, además de permitirnos comprender por fin exactamente por qué el cielo es azul.