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.
Nota: 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.
Ahora que sabemos que es la luz, procederemos a conocer el ¿Por que vemos la luz que vemos?; Es decir sabemos lo que es la luz ultravioleta, infrarroja y demás pero en realidad sabemos ¿Por que no vemos ese tipo de luces? Esto se debe al espectro electromagnético de la luz que nosotros percibimos.
La radiación electromagnética existe en un rango extraordinariamente amplio de frecuencias, que se conoce como espectro electromagnético. El ojo humano es capaz de "ver" la radiación cuya longitud de onda está comprendida en un margen de 310-330 nm aproximadamente. Son las radiaciones que se extienden desde la longitud de onda de 400 nm (que percibimos como violeta) y la de 700 nm (que percibimos como luz roja). Por encima y por debajo están respectivamente las radiaciones infrarrojas y ultravioletas que no son ya perceptibles por el ojo humano, aunque sí por algunos animales (serpientes e insectos especialmente).
Nota: la energía que recibimos del Sol en forma de radiación electromagnética, está en su mayor parte en el rango de 2x10-7 a 4x10-6 metros de longitud de onda.
| Long de onda (m) | Nombre | Uso |
| 10-15 / 10-11 Tamaño del núcleo del átomo | Rayos Gamma | Tratamiento del cáncer |
| 10-10 Tamaño del átomo | Rayos-X | Comprobación de materiales; Uso médico. |
| 10-8 (10-400 nm) | Ultravioleta | Germicida, Luz negra, Bronceado |
| 10-6 (400-700 nm) Diámetro de una bacteria |
Zona visible del espectro
| Óptica |
| 10-4 / 10-6 | Infrarrojo | Radiación del cuerpo humano. Calentar |
| 10-2 Tamaño de un ratón | Microondas | Hornos de microondas, relojes atómicos. UHF |
| 100 Tamaño del hombre | . | Radiodifusión de onda corta; FM; Radar y TV. |
| 103 Tamaño de un pueblo | Radio frecuencia (RF) | Radiodifusón de onda media AM. |
| 106 Tamaño de un país | Audio frecuencias | Radiodifusión de onda larga |
La radiación electromagnética va mucho más allá del infrarrojo y el ultravioleta. Dependiendo de su longitud de onda, recibe diversos nombres; desde rayos gamma a ondas de radio largas, pasando por la que denominamos "Luz"; los rayos X, las ondas utilizadas por TV y radiodifusión de onda corta, larga, FM etc; aunque es importante no perder de vista que en todos los casos se trata del mismo fenómeno físico: una perturbación del campo magnético y eléctrico del éter.
El efecto de las radiaciones electromagnéticas depende de su longitud de onda. En la tabla adjunta se muestra un resumen de sus propiedades.
La distribución cromática de la luz solar es aproximadamente igual para todas las frecuencias del espectro visible, es la denominada "luz día". En cambio, la distribución de otras fuentes luminosas artificiales, como lámparas de tungsteno (incandescentes) o de neón (fluorescentes), es asimétrica; tienen preponderancia ciertos colores frente a otros. Es la llamada "luz artificial" de la que existen varios tipos
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Ya que vimos todo respecto a que es la luz, cuantos tipos de luz existen, precederemos a conocer como es que el ojo humano responde a todo esto a lo que llamamos color.
Como hemos señalado, 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:
| Violeta | 400-440 nm | Amarillo | 530-590 nm | ||
| Azul | 440-480 nm | Naranja | 590-630 nm | ||
| Verde | 480-530 nm | Rojo | 630-700 nm |
La percepción de la luz y el color se rige por mecanismos extraordinariamente complejos y ricos en detalles en los que el ojo en sí mismo no es un mero 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. Tres de ellas, las denominadasconos, tienen distintas sensibilidades a las radiaciones del espectro, e intervienen en la visión normal (fotópica) y en la percepción de los colores. El cuarto tipo de células, losbastones, son extraordinariamente sensibles a la luz de intensidad muy baja, y colaboran a la visión en semi-oscuridad (en la denominada visión nocturna o escotópica), pero no tienen influencia en la formación de imágenes en condiciones normales de iluminación. Existen unos 6 millones de conos y 100 millones de bastones en cada ojo, aunque su distribución no es uniforme. La mayor concentración se produce en la mácula, que es la zona donde percibimos mayor finura en los detalles.
Aunque la sensibilidad a la luz varía de una persona a otra, en el espectro de frecuencias visibles tenemos una gran capacidad de discriminación (en este rango podemos distinguir unos 10 millones de colores distintos). El ojo humano es más sensible a la luz verde/amarilla que a rojos y azules (la sensibilidad al amarillo es de orden de seis veces mayor que al azul). Coloquialmente decimos que el azul tiene una pequeña contribución a la sensación de brillo, mientras que el amarillo la tiene alta (esto lo saben bien los pintores). Sin embargo, el ojo humano tiene más capacidad para distinguir matices en los colores azules que en los amarillos. En realidad el ojo tiene una mayor sensibilidad cromática para los colores extremos del espectro (especialmente rojos, azules y morados), de forma que tiene más capacidad para distinguir diferencias de color en estos que en los centrales, sin embargo estos últimos (verdes y amarillos) tienen valores máximos de saturación, es decir, son percibidos como más brillantes y luminosos.
Aparte de esta distinta sensibilidad para los diferentes colores, la resolución monocromática del ojo es mucho mayor que la cromática. Dicho en otras palabras: podemos distinguir mucho mejor diferencias de tono en la escala de grises que entre escalas de color. Además, cuando los detalles se van haciendo más y más pequeños el ojo deja de poder detectar las diferencias de color, llegando un punto en que se vuelve virtualmente ciego para los colores, aunque aún puede distinguir diferencias de brillo. Parece que esto se debe a los bastones a los que nos referíamos antes.
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.
Nota: observará el lector que en este párrafo hemos utilizado dos conceptos: La luminosidad real (una magnitud física) y la aparente (la percepción que tenemos de esa magnitud). Estos conceptos son explicados con más detalle en la página siguiente
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