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domingo, 19 agosto 2018 español
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La luz y el color

El hecho de que observemos color, es porque la luz llega a nuestros ojos.

 

La luz

La luz es una perturbación del espacio, en forma de onda.

Para entender el concepto de onda, se puede pensar en la onda que se forma al golpear una superficie del agua:

Agua
Onda en la superficie del agua

La onda que se genera en la superficie, es una perturbación en el agua. El sonido, por su parte, es una perturbación del medio por donde se transmite.

A su vez, la luz tiene propiedades eléctricas y magnéticas, por lo que se la denomina onda electromagnética.

La luz, como toda onda, se describe por su amplitud (A) y su longitud de onda (λ):

onda
Onda

Y por su puesto, se puede describir su comportamiento mediante una función de onda (ψ), pero no entraremos en detalle.

La luz representada como una onda en un plano es un modelo simplificado, pero en verdad tiene una parte eléctrica y una magnética en perpendicular.

onda electromagnetica
Onda electromagnética

La que nos interesa es la parte eléctrica, por lo tanto nos vamos a centrar sólo en esa, y considerarla como una onda única.

 

La amplitud de la onda determina la intensidad de la luz. La longitud de onda es la que describe el color.

En la siguiente imagen se observa el espectro electromagnético. Dependiendo de la longitud de onda de la luz, las propiedades son diferentes.

emspecsmall
Espectro electromagnético

Las ondas de radio, de internet inalámbrico o telefonía móvil, etc. también son ondas electromagnéticas, pero no las podemos ver,  sólo cuando la longitud de onda se encuentra entre ~380 nm y ~750 nm la luz es visible y puede tomar diferentes colores.

El término "luz" hace referencia a la radiación en el intervalo visible, pero se puede usar indistintamente.

 

Debido a la diminuta distancia de las longitudes de onda en el intervalo de luz visible, se las mide en nanómetros (nm) que equivale a la millonésima parte de un milímetro. 1 nm = 10-6 mm = 10-9 m.

 

Para longitudes de ondas específicos, la luz tiene un color determinado. Por ejemplo:

400 nm: Violeta

470 nm: Azul

550 nm: verde

600 nm: Amarillo

700 nm: rojo

800 nm: No se puede ver, no tiene color. Está fuera del espectro visible.

Nota: El intervalo de luz visible entre 380 nm y 750 nm es el que puede percibir el ojo humano. Esto está relacionado con unos componentes fotosensibles que tenemos en los ojos, denominados conos. Nuestros ojos sólo tiene 3 conos, que permite ver la luz en el intervalo del espectro electromagnético marcado, pero algunos animales como aves e insectos tienen más conos, lo que les permite ver en otras zonas del espectro, generalmente en la zona del ultravioleta (UV).

Hay que tener en cuenta que si esos animales pueden ver en otros intervalos, la contaminación de ondas electromagnética que generamos, que a nosotros nos son invisibles, puede confundir la visión de estos animales.

Existe el caso opuesto, animales con menor cantidad o concentración de sus conos, como los perros, que sólo ven en azules y amarillos.

 

La luz puede viajar en el vacío a una velocidad de c= 3.10⁸ m/s. Esto permite relacionar a la longitud de onda (λ) con su frecuencia (ν) mediante la ecuación: λ=c/ν. Por esto, el espectro electromagnético puede aparecer definido por la longitud de onda (λ) o por la frecuencia (ν). También puede definirse por su energía (E), mediante E=hν. En este curso se utilizará la longitud de onda (en nm).

 

Dualidad onda-partícula

Si bien la luz es una onda (perturbación en espacio), cuando interactúa con la materia se "materializa", dándole la propiedad de partícula. Cuando la luz llega a nuestros ojos, interactúa con los átomos que forman parte de nuestros receptores fotosensibles y la luz se comporta como partícula. Las partículas no se comportan como onda, sino que es materia que existe en el espacio como una función de probabilidad2).

Cuando la luz se materializa, "libera" la energía que tenía cuando era una onda. Esta energía se encuentra cuantizada (toma valores discretos). Se dice por lo tanto que la luz se compone de cuantos llamados fotones. Se podría decir que los fotones son las partículas de luz.

 

El color

El color a su vez se puede clasificar según su tono (tipo de color), saturación (nitidez del color) y brillo (claridad del color).

tono y saturacion de los colores
Propiedades del color

También se pueden separar los colores en grupos que compartan alguna cualidad. Por ejemplo, en dibujo se los puede separar en colores neutros (♦), cálidos () y fríos ():

Ficha 6
Colores fríos y cálidos

En este curso sólo se hará la distinción entre colores primarios y suplementarios (ver lección siguiente).

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