¡Bienvenidos!

Les damos la bienvenida a nuestro blog, el cuál describe diversos temas acerca de los colores, fenómenos relacionados con estos y como es que el ojo humano los percibe. El objetivo de este blog es explicar de manera sencilla la física de los colores, esperando que puedan aprender un poco acerca de este tema a través de videos y tests. Este blog fue creado como proyecto final de la Materia de Fisica I a cargo de la maestra María Elia Monsiváis Gámez.

Síntesis

La física de los colores comprende desde las ondas electromagnéticas hasta la formación de atardeceres en el cielo. También abarca fenómenos como el daltonismo y la adición y sustracción de color. Todos estos temas son analizados desde la perspectiva del ojo humano y como este responde ante estímulos del exterior.

Ondas Electromágneticas

Las ondas electromagnéticas son ondas que son capaces de viajar a través del vacío; son producidas por cargas eléctricas vibratorias que consisten de componentes eléctricos y magnéticos.

 Las ondas electromagnéticas tienen rangos de alta frecuencia, este rango es conocido como el espectro electromagnético. El espectro a su vez se divide en diferentes partes que son  las regiones  con espectros más pequeños que interactúan con la materia junto con las ondas electromagnéticas.

 Entre más larga sea la onda, menor frecuencia se encuentra en la región izquierda del espectro, y entre menor sea la onda se tendrá una frecuencia mayor en su extremo derecho.
Dos regiones muy estrechas en el espectro son la región de la luz visible y la región de rayos X.

Espectro de Luz Visible

Aunque existen ondas electromagnéticas en una amplia gama de longitudes de onda, el ojo humano es sensibles a sólo una banda muy estrecha. Debido a esta banda de longitudes de onda es por el cual los seres humanos ven, nos referimos a él como el espectro de luz visible.

En este tema, la luz es un pequeño espectro con un enorme rango de frecuencias de radiación electromagnética. La parte visible de la región de esta luz consiste de un espectro con longitudes de ondas

En este sentido, la luz visible es un pequeño espectro de la enorme gama de frecuencias de la radiación electromagnética. Esta región de luz visible consiste en un espectro de longitudes de onda que van desde aproximadamente 700 nm (nanómetros) a aproximadamente 400 nm. Esta estrecha banda de luz visible es conocido como ROYGBIV.

Cada longitud de onda individual dentro del espectro de longitudes de onda de luz visible es representativa de un color en particular . Es decir, cuando la luz de longitud de onda particular que golpea la retina de nuestro ojo ,  nosotros percibimos una sensación de color específico . 

Isaac Newton demostró que la luz brilla a través de un prisma se separa en sus diferentes longitudes de onda y por lo tanto se muestran los distintos colores en que la luz visible se compone. 

La separación de la luz visible en sus diferentes colores que se conoce como dispersión. 

Cada color es característico de una longitud de onda distinta , y diferentes longitudes de onda de cada onda de luz se doblará cantidades variables durante el paso a través de un prisma . 

Por estas razones , la luz visible se dispersa al pasar a través de un prisma . 

La dispersión de la luz visible produce los colores rojo (Red) , naranja (Orange) , amarillo (Yellow) , verde (Green) y azul (Blue) y violeta (Violet) . 

Es por esto que la luz visible se denomina ROY G. Y algunas veces se le puede agregar BIV (Por cierto , el índigo (Indigo) no se observa realmente en el espectro, pero se añade tradicionalmente a la lista de modo para que complete ROYGBIV).

Las longitudes de onda de luz roja son las longitudes de onda más largas y las longitudes de onda de violeta de la luz son las longitudes de onda más cortas . Entre el rojo y el violeta , hay un rango continuo o espectro de longitudes de onda . El espectro de la luz visible se muestra en el siguiente diagrama.

                            

La Luz Visible y La Respuesta del Ojo

La Luz

Lo que conocemos como "luz", es nuestra percepción de la radiación electromagnética (EM) que es captada por el ojo y trasladada por el nervio óptico hasta el cerebro, donde crea una mezcla de sensaciones que son las "imágenes" que "vemos".  Esta sensación es cualitativa,  matiz o coloración (colourfulness); saturación (cuanto color de cada matiz), y cuantitativa, brillo (brightness); cuanta luz.  Como veremos a continuación, la sensación producida por esta radiación dista mucho de ser uniforme y objetiva (igual para todas las personas).  Además, la sensación luminosa de una imagen se ve influenciada grandemente por las condiciones ambientales.

Isaac Newton dijo:  "Indeed rays, properly expressed, are not coloured".  En realidad, la radiación electromagnética no es de colores; estos (los colores) solo existen en nuestro cerebro.

El ojo humano solo es sensible a un estrecha gama de frecuencias de espectro electromagnético (aproximadamente 4.2-7.5 1014 Hz ).  Entre ambas longitudes de onda percibimos los diferentes colores del arco iris, el denominado espectro visible, que es una ínfima parte del total del espectro.  Las longitudes de onda de los  colores principales son aproximadamente las siguientes:

Percepción del ojo

La percepción de la luz y el color se rige por mecanismos extraordinariamente complejos y específicos en detalles en los que el ojo en sí mismo no es un en realidad un captador de señales que se envían al cerebro, sino un dispositivo capaz de pre-procesar la señal recibida.  La retina del ojo humano tiene cuatro tipos de células sensibles a la luz.

Un aspecto curioso de la percepción humana de la luz es la no linealidad de la respuesta del ojo a las variaciones de luminosidad , o dicho en otras palabras, la sensibilidad humana a sus variaciones no es lineal, sino prácticamente logarítmica.  Esto explica que la luminosidad aparente de un objeto que tenga el 50% de la luminosidad real otro, no se percibe como la mitad de luminoso.  De hecho basta una reducción del 18% de la luminosidad entre dos objetos para que la luminosidad aparente de uno parezca la mitad del otro.

Adición de Color

La adición de color es la mezcla de tres colores primarios en diferentes intensidades. Tres es el número mínimo necesario de colores primarios para poder formar un nuevo color. Es decir:

• X = aAzul + vVerde + rRojo, donde a, v y r son las intensidades de dichos colores usados en la mezcla. 

Los colores primarios son los colores que cuando se sobreponen se crea una gran variedad de diferentes colores. Los más comunes son el azul (A), verde (V) y rojo (R).

La adición de tres colores primarios en cantidades iguales crea la luz blanca (B), es decir:

• Blanco = Azul  + Verde + Rojo 

Cuando se mezclan dos colores primarios a la vez se crean los colores secundarios, que son: el cian, que es un tipo de verde azulado; el magenta, que es un tipo de morado rojiso; y por último el amarillo.

• Cian =  Azul+ Verde

También existen los colores suplementarios los cuales son los colores que mezclados con un color secundario generan luz blanca, por ejemplo:

Cian + Rojo = Blanco (porque Cian = Azul + Verde)
Magenta + Verde = Blanco (porque Magenta = Azul + Rojo)
Amarillo + Azul = Blanco (porque Amarillo = Rojo + Verde)

A pesar deque todas estas mezclas son posibles gracias al verde, azul y rojo, es importante mencionar que no hay una combinación única de colores primarios. Se hace esta selección de colores ya que corresponden a los tres conjuntos de conos presentes en el ojo.

Sustracción de Color

Te has preguntado ¿Cómo los materiales que han sido cubiertos por ciertos pigmentos  absorben  frecuencias específicas de luz para producir una apariencia deseada?

 Los materiales contienen átomos que son capaces de absorber selectivamente una o más frecuencias de luz.

Para empezar, hay que tener  en cuenta que la luz blanca consiste de los tres colores primarios de la luz: rojo, verde y azul. 

• Si la luz blanca brilla en una camisa, significa que  la luz roja, verde y azul brillan en la camisa. 
• Si la camisa absorbe la luz azul, sólo la luz roja y verde se refleja en la camisa. 
• Por lo tanto, mientras que la luz roja, verde y azul brillen en la camisa, sólo la luz roja y verde se reflejaran de esta.

 La luz roja y verde golpear el ojo siempre da la apariencia de amarillo, y por esta razón, la camiseta sera amarilla.

Los colores complementarios y la sustracción de color

Un pigmento que absorbe una sola frecuencia se conoce como un pigmento puro. 

La siguiente regla ayudará a entender que colores de luz son absorbidos por los diferentes pigmentos:

• Los pigmentos absorben luz. 
• Los pigmentos puros absorben una sola frecuencia o color de luz. 
• El color de luz absorbida por un pigmento no es más que el color complementario de dicho pigmento.
• Los pigmentos azules puros absorben la luz amarilla, los amarillos absorben la luz azul, los verdes absorben la luz magenta, los magenta absorben la luz verde, los rojos absorben la luz cían y, por último, los cían absorben la luz roja .

Ejemplo:

La luz magenta brilla en una hoja de papel que contiene un pigmento amarillo.

La luz Magenta se puede considerar como un conjunto de la luz roja y la luz azul. Un pigmento amarillo es capaz de absorber la luz azul. Por lo tanto, el azul se sustrae de la luz que brilla en el papel. Esto deja a la luz roja. Si el papel refleja la luz roja, entonces el papel se verá rojo.

M - B = (R + B) - B = R

¿Qué tanto sabes?

Vídeo

En este vídeo se muestra la adición de color y la relación entre los colores primarios y secundarios.

Contéstanos mediante un comentario:

¿Qué color de luz se obtiene cuando se sobreponen cantidades iguales de magenta con amarillo?
a) verde
b) azul
c) rojo

¿Cúal es tu color favorito?