• Curso : 8 Fecha: 21 de Junio de 2002 Indice Contenido: Página: • Introducción................................................................... 1 • El color............................................................................. 2 • El espectro de los colores......................................... 3 • Color por reflexión........................................................ 4 • Color por transmisión................................................ 4 • Luces de colores.......................................................... 5 − 6 • Luz solar......................................................................... 6 − 7 • ¿ Por qué el cielo es azul ?........................................ 7−8−9−10 • Bibliografía.................................................................... 11 • Conclusión...................................................................... 12 Introducción El trabajo habla sobre la técnica que estudia El Color (La Colorimetría). Desde épocas muy remotas al hombre le ha interesado los distintos fenómenos que se nos presentan hoy en día, ya desde aquellos años existen dibujos en cavernas, donde utilizaban distintos colores, los cuáles los hacían de raíces de árboles o plantas. Hoy en día con la tecnología que tenemos el hombre no ha descansado y se ha preocupado de ir más a fondo con esta técnica, que la comenzó un hombre llamado Isaac Newton, al cuál se le atribuye un estudioso en el tema. En el trabajo de investigación, recorreremos los distintos fenómenos que se nos presentan al aplicar transmisiones con distinto color a través de objetos, diferentes velocidades y a distintas temperaturas de color. Un resultado notable de esta técnica es nuestro vicio de cada día, La TV. 1.− El Color Fenómeno Físico de la luz o la visión. Las percepción del color es un proceso neurofisiológico muy complejo. La Colorimetría es utilizada actualmente para la especificación del color. Consiste en medidas científicas precisas, basadas en longitudes de onda de 3 colores primarios: rojo, verde y azul. Las vibraciones electromagnéticas dan origen a la luz visible. La longitud de onda de estas vibraciones va desde 350 a unos 750 nanómetros. Cuando estas vibraciones son de intensidad aproximadamente iguales la suma de estas es la luz blanca. En 1

cada radiación luminosa se distinguen 2 espectros. Uno cuantitativo , que es la intensidad y otro cualitativo, que es su cromaticidad. El ojo puede determinar 2 sensaciones de estas últimas: La tonalidad y saturación. Una luz compuesta por vibraciones de una única longitud de onda del espectro visible cualitativamente distinta de una luz de otra longitud de onda. La luz percibida como roja y la luz con longitud de onda con 350 nanómetros se percibe como violeta. Las luces de longitudes de ondas intermedias se perciben como azul, verde, amarillo o anaranjada, desplazándose desde la longitud de onda del violeta a la del rojo. El color de la luz con una banda estrecha de longitudes de onda se conoce como color puro. Se dice que estos colores están saturados. Una excepción es la luz de la lámpara de vapor de sodio usadas en ocasiones para iluminar calles y carreteras , que es de un amarillo casi completamente saturado. La amplia variedad de colores que se ven todos los días son colores de menor saturación, es decir, mezclas de luces de distintas longitudes de onda. 2.− El espectro de los colores Isaac newton, fue el primero que hizo un estudio sistemático del color. Hizo pasar un haz angosto de luz solar por un prisma triangular de vidrio; con esto demostró que la luz solar es una mezcla de todos los colores del Arcoiris

Esta prisma proyectaba la luz del sol como una mancha alargada de colores en una hoja en blanco. Newton llamó espectro a los colores: Rojo, naranja, amarillo, verde, azul y violeta. La luz solar es un ejemplo de la llamada Luz blanca. Newton mostró que los colores del espectro no eran propiedad de la prisma , sino que la luz blanca misma; y esto lo demostró, que combinando de nuevo los colores por medio de otra prisma , se obtenía la luz blanca. En ciertos términos la luz blanca no es un color, sino que la mezcla de todos los colores; el negro tampoco es un color propiamente dicho, sino que es la ausencia de la luz, y estos se ven negros cuando absorben todas las frecuencias de la luz visible. 2

3.− Color por reflexión La mayoría de colores que nos rodean se debe a la manera en que estos reflejan la luz. Los objetos se reflejan de forma similar a la reflexión, del sonido de un diapasón. Un diapasón puede vibrar aun cuando las frecuencias no coincidan. Se puede considerar que las moléculas y átomos son diapasones tridimensionales con electrones. Las vibraciones de ondas electromagnéticas, como la luz pueden obligar a los electrones a entrar temporalmente en órbitas más grandes. El color de la luz emitida por un cuerpo en la oscuridad depende de la longitud de onda de la radiación que , a su vez, es función de la temperatura. Un objeto que está a una temperatura inferior a 500 ºC, nos da una radiación infrarroja, a partir de dicha temperatura, la radiación impregna nuestra retina. Por ejemplo, la superficie exterior del Sol está a unos 6000 K, temperatura a la cuál un cuerpo emite radiación que denominamos amarilla. Decimos que un objeto tiene un color cuando, con preferencia, refleja o transmite las radiaciones correspondientes a tal color. Por ejemplo, un cuerpo es rojo por reflexión o transparencia cuando absorbe en casi su totalidad, todas las radiaciones menos las rojas, las cuales refleja o se deja atravesar por ellas. Color por transmisión El color del objeto transparente depende de la luz del color que transmite. Un caso podría ser que un trozo de vidrio rojo se ve rojo, ya que absorbe todos los colores, excepto el rojo, el cual transmite. El material en el vidrio que absorbe selectivamente luz de distinto colores se conoce como pigmento. La luz se reemite de átomo en átomo dentro del vidrio. El vidrio que se utiliza en ventanas es incoloro, ya que transmite todas las frecuencias visibles de la misma medida. 4.− Luces de colores Cuando se mezclan luces de todas frecuencias se produce la luz blanca. Existe un hecho que también se puede obtener la luz blanca, es la combinación de los colores: Roja, verde y azul.

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Cuando proyectamos luz roja, verde y azul de igual intensidad sobre una pantalla blanca, las áreas donde hay suposición se ven distintos colores. La zona donde los tres colores se traspalan se ve blanca. La combinación de las frecuencias bajas y medias parece amarilla al ojo humano. La combinación de las frecuencias medias y altas se ve azul verdosa. La combinación de las frecuencias bajas y altas se ve roja azulosa. Con estos 3 colores, se puede producir cualquier color superponiendo la luz de uno de estos. Además no es necesario usar solamente estos 3 colores ( Rojo, verde y azul), aunque estos tres producen la mayor cantidad de colores. Si se examina de cerca un cinescopio de un televisor a color, veras que la imagen se compone de un conjunto de puntos diminutos de menos de un milímetro de diámetro; algunos puntos son rojos, azules y otros mas verdes y vista desde lejos proporciona una gama de colores, incluyendo el blanco. 5.−

En la figura se observa que allí donde el disco arroja una sombra sobre uno de los haces coloreados, sustrae un color primario de la mezcla. Donde sustrae el rojo, la sombra aparece de color azul; donde sustrae el verde, la sombra aparece de color rojo, y donde sustrae el azul, la sombra es amarilla. Cuando sustrae los tres colores la sombra queda negra. Luz Solar La luz que proviene del sol es la combinación de todas las frecuencias visibles. La intensidad de frecuencia no es homogénea. La región verdeamarillo es la mas intensa de la luz solar. Como somos mas sensibles a la presencia de la luz solar, no nos tenemos que extrañar que seamos mas sensibles al verdeamarillo. Un ejemplo podría ser que cada vez los carros de bomberos nuevos se pinten de verdeamarillo.

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Todo esto explica por que de noche vemos mejor la luz amarilla que producen 6.− las lámparas de vapor de sodio, que las lámparas de tungsteno de la misma intensidad. La región azul de la luz solar no es tan intensa, y la violeta menos aún. ¿ Por qué el cielo es azul ? Esto es el resultado de la interacción de la luz del sol con la atmósfera. El secreto del color azul del cielo esta relacionado con la composición de la luz solar , integrada por los distintos colores del arco iris, y con la humedad de la atmósfera. La luz se dispersa por refracción y como resultado de esta dispersión vemos una gama de colores: violeta, azul, verde, amarillo y rojo. El rayo violeta es el que se ha separado mas de la dirección del rayo blanco y ahí esta precisamente la explicación del color del cielo. La desviación es máxima para los rayos de longitud de onda corta (violeta y azul), y mínima para los de longitud de onda larga (amarillos y rojos), que casi no son desviados. Los rayos violetas y azules, una vez desviados, chocan con otras partículas de aire y nuevamente varían su trayectoria, y así sucesivamente. Cuando, al fin, llegan a nuestros ojos, no parecen venir directamente del Sol, sino que nos llegan de todas las regiones del cielo. De ahí que el cielo nos parezca azul, mientras el Sol aparece de color amarillo, pues los rayos amarillos y rojos son poco desviados y van casi directamente en línea recta desde el Sol hasta nuestros ojos. El color del cielo, debería ser violeta por ser ésta la longitud de onda más corta, pero no lo es, por dos razones fundamentalmente: porque la luz solar contiene más luz azul que violeta y porque el ojo humano (que en definitiva es el que capta las imágenes, aunque el cerebro las interpreta), es más sensible a la luz azul que a la violeta. 7.−

El color azul del cielo se debe por tanto a la mayor difusión de las ondas cortas. El color del sol es amarillo−rojizo y no blanco, porque si a la luz blanca procedente del Sol, que es suma de todos los colores, se le quita el color azul, se obtiene una luz de color amarillo−roja. Si las partículas existentes en la atmósfera, tienen un tamaño igual o inferior al de la longitud de onda de la luz incidente, la onda cede parte de su energía a la corteza atómica que comienza a oscilar, de manera que un primer efecto de la interacción de la luz con las partículas pequeñas del aire es que la radiación incidente se debilita al ceder parte de su energía, lo que le sucede a la luz del Sol cuando atraviesa la atmósfera. Evidentemente esta energía no se queda almacenada en el aire, pues cualquier átomo o partícula pequeña cuya corteza se agita, acaba radiando toda su energía en forma de onda electromagnética al entorno en cualquier dirección. El proceso completo de cesión y remisión de energía por partículas de tamaño atómico se denomina 5

difusión de Rayleigh siendo la intensidad de la luz difundida inversamente proporcional a la cuarta potencia de la longitud de onda. La difusión será mayor por tanto, para las ondas más cortas: Como consecuencia de ello, llegamos a la misma conclusión, la luz violeta es la más difundida y la menos, la roja. El resultado neto es que parte de la luz que nos llega desde el Sol en línea recta, al alcanzar la atmósfera se difunde en todas direcciones y llena todo el cielo. Las gotas de agua que forman las nubes son mucho más grandes que las moléculas que dispersa la luz azul. Las nubes dispersan y reflejan todos los colores visibles que llegan a ellas. Por eso es que las nubes son blancas. Si la nube es muy densa, la luz no puede atravesarla totalmente, resultando en bases oscuras. 8.− Si la luz se encuentra con una distribución de partículas grandes, parte de la luz se esparce y, además, puede cambiar de color. Este proceso se conoce como difusión de Mie, y el ejemplo más sencillo lo tenemos en las nubes, donde las gotas de agua incoloras, esparcen la luz en todas las direcciones pero sin alterar su color. Si las partículas difusoras no son coloreadas, el resultado es la atenuación de la luz blanca hacia grises cada vez más oscuros. Esta es la causa de que en los días muy nublados, cuando las nubes son muy gruesas, el cielo aparezca mas o menos gris, y a veces casi negro.

Las salidas y puestas de sol nos brindan a diario hermosos espectáculos, los mas bellos que el aire puede ofrecer a nuestros ojos. Al atardecer, el camino que la luz solar recorre dentro de la atmósfera es mas largo, los rebotes sucesivos en unas partículas y otras hacen crecer la probabilidad de que la luz acabe chocando con una partícula absorbente y desaparezca, de manera que incluso la parte amarilla es afectada y difundida y sólo los rayos rojos, los más direccionales, siguen un camino casi rectilíneo. De ahí el color rojo del sol poniente. Los colores que nos ofrece el cielo en estos casos, se originan también gracias a la intervención de las moléculas existentes en el aire y de las partículas que éste tiene en suspensión "el aerosol atmosférico", que dispersan y desdoblan la luz solar de múltiples modos. 9.− Ya antes de que el Sol se hunda en el horizonte, vemos cómo el colorido del cielo se vuelve más intenso. Mientras la luz que aparece en los alrededores del disco solar vira hacia el amarillo−rojizo y en el horizonte resulta verde−amarillenta, el azul del cielo se vuelve más intenso en el cenit. Poco a poco, el resplandor amarillo se transforma en una luz rojo−anaranjada, y, finalmente, en una luminosidad centelleante color fuego, que, algunas veces, llega a presentar el rojo color de la sangre. 6

Por último, el color negro de la noche, es debido a que a la atmósfera que rodea al observador, apenas llega luz y por tanto no se puede dar suficiente difusión. 10.− Bibliografía • Libro Física conceptual, 1º Medio, Pág. 68−75 • Buscadores en Internet: • www. Google.com • www. Yahoo.com 11.− Conclusión Ha sido un trabajo novedoso y de conocer nuevos términos, que me ha tocado aprenderlos , que en el vocabulario diario de estudiante poco o nada los utilizo, encontrándome en cada momento por desconocimiento de esta técnica con los fenómenos que se producen con la colorimetría. 12.−

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