Luz y color

Julio 2015

¿Qué es la luz?

La luz es una forma de energía que tiene dos aspectos:

  • un aspecto de onda electromagnética
  • un aspecto corpuscular (fotones)

La luz emitida por el sol viaja a una velocidad de aproximadamente 300.000 km/s con una frecuencia de aproximadamente 600.000 GHz.

El concepto de color

El color de la luz depende de la frecuencia, que a su vez depende de la longitud de onda y la velocidad del frente de onda. La longitud de onda es un fenómeno oscilatorio que se caracteriza generalmente por la relación:

λ = CT

donde:
  • λ representa la longitud de onda
  • C representa la longitud de los frentes de onda
  • T indica el período de la onda (en segundos)



La radiación que comprende una sola longitud de onda se llama radiación monocromática y la radiación que contiene varias longitudes de onda se llama radiación policromática. La agrupación de todas las longitudes de onda que componen la radiación policromática (y sus intensidades luminosas respectivas) se denomina espectro.

No obstante, el ojo humano no es capaz de distinguir los diversos componentes de esta radiación y percibe solamente el resultado, que es una función de las diferentes longitudes de onda que comprende y la intensidad luminosa respectiva.

El ojo humano puede ver radiación con longitudes de onda entre 380 y 780 nanómetros. La radiación con longitudes menores de 380 nm se denomina radiación ultravioleta, mientras que la radiación con longitudes de onda mayores de 780 nm se llama radiación infrarroja. El rango de las longitudes de onda que es visible para el ojo humano se denomina "espectro visible":

espectro de luz visible para el ojo humano


Es posible separar los colores del espectro con un prisma de cristal.

El funcionamiento del ojo humano

Gracias a la córnea (la envoltura traslúcida del ojo) y el iris (que al cerrarse permite regular la cantidad de luz que se introduce en el ojo), se forma una imagen en la retina. Esta última está formada por bastones y conos.

diagrama del ojo humano


Los bastones, que contienen un pigmento llamado rodopsina y que se encuentran en la periferia de la retina, permiten la percepción de la luminosidad y el movimiento (visión escotópica), mientras que los conos, ubicados en una región llamada fóvea, hacen posible la diferenciación de los colores (visión fotópica). En realidad, existen tres clases de conos:

  • Los que son principalmente sensibles a la radiación roja (570 nm), llamados rojos
  • Los que son principalmente sensibles a la radiación verde (535 nm), llamados verdes
  • Los que son principalmente sensibles a la radiación azul (445 nm), llamados azules

Es por esto que cuando falta un tipo de cono, la percepción de los colores no es perfecta. Esta condición se conoce como daltonismo (o dicromasia). Según el tipo de cono defectuoso, las personas con esta anomalía de la visión se conocen como:
  • Protanopes, que son sumamente insensibles al rojo
  • Deuteranopes, que son sumamente insensibles al verde
  • Trinatopes, que son sumamente insensibles al azul


Además, debe tenerse en cuenta que la sensibilidad del ojo humano a las intensidades luminosas que están relacionadas con los tres colores primarios no es la misma:

representación de la percepción luminosa



Síntesis aditiva y sustractiva

Existen dos tipos de síntesis de color:

  • La síntesis aditiva resulta de la adición de componentes de la luz. Los componentes de la luz se agregan directamente a la emisión; éste es el caso de los monitores o los televisores a color. Cuando se agregan los tres componentes, rojo, verde, azul (RGB), se obtiene blanco. La ausencia de componentes produce negro. Los colores secundarios son cian, magenta y amarillo porque:
    • verde combinado con azul produce cian
    • azul combinado con rojo produce magenta
    • verde combinado con rojo produce amarillo


síntesis aditiva
  • La síntesis sustractiva permite restaurar un color mediante la sustracción, comenzando de una fuente de luz blanca, con filtros para los colores complementarios: amarillo, magenta y cian. La adición de filtros para los tres colores produce el negro y su ausencia produce el blanco.


Cuando la luz ilumina un objeto, algunas longitudes de onda se sustraen porque son absorbidas por el objeto. Lo que vemos es la combinación de las longitudes de onda que son reflejadas o transmitidas (es decir, las que no son absorbidas). Este proceso se utiliza en fotografía y para la impresión de colores. Los colores secundarios son el azul, el rojo y el verde:

    • El magenta (color primario) combinado con cian (color primario) produce azul
    • El magenta (color primario) combinado con amarillo (color primario) produce rojo
    • El cian (color primario) combinado con amarillo (color primario) produce verde


síntesis sustractiva

Se dice que dos colores son "complementarios" si se obtiene blanco mediante la síntesis aditiva o si se obtiene negro mediante la síntesis sustractiva.
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