Espectro de la Luz

 


Espectro Visible



Se llama Espectro Visible a la región del espectro electromagnético que el ojo humano es capaz de percibir. A la radiación electromagnética en este rango de longitudes de onda se le llama luz visible o simplemente luz. No hay límites exactos en el espectro visible: el ojo humano típico responderá a longitudes de onda de 390 a 750 nm, aunque algunas personas pueden ser capaces de percibir longitudes de onda desde 380 hasta 780 nm. Los arcoíris son un ejemplo de refracción del espectro visible. Es muy interesante investigar sobre la Reflexión y Refracción de la Luz.

La correspondiente longitud de onda en el agua y en otros medios está reducida por un factor igual al índice de refracción. En términos de frecuencia, ésta corresponde a una banda en el campo de valores entre 450 y 750 nm. Un ojo adaptado a la luz generalmente tiene como máxima sensibilidad un valor de 555 nm, en la región verde del espectro visible. El espectro, sin embargo, no contiene todos los colores que los ojos humanos y el cerebro puedan distinguir; marrón, rosado y magenta están ausentes, por ejemplo, porque necesitan la mezcla de múltiples longitudes de onda.

La longitud de onda visible al ojo también pasa a través de una ventana óptica, la región del espectro electromagnético pasa muy atenuada a través de la atmósfera terrestre (a pesar de que la luz azul es más dispersa que la luz roja, que es la razón del color del cielo). La respuesta del ojo humano está definida por una prueba subjetiva, pero las ventanas atmosféricas están definidas por medidas físicas. A la ventana visible se le llama así porque ésta superpone la respuesta humana visible al espectro; la ventana infrarroja está ligada a la ventana de respuesta humana y la longitud de onda media infrarroja, la longitud de onda infrarroja lejana están muy lejos de la región de respuesta humana.

Los ojos de muchas especies perciben longitudes de onda diferentes de las del espectro visible del ojo humano. Por ejemplo, muchos insectos, tales como las abejas pueden ver la luz ultravioleta que es útil para encontrar el néctar en las flores. Por esta razón, los éxitos reproductivos de las especies de plantas cuyos ciclos de vida están vinculados con la polinización de los insectos, dependen de que produzcan emisión ultravioleta.

Algo de Historia...


La primera explicación del espectro visible viene de Isaac Newton, quien escribió en su Opticks sus estudios sobre la dispersión y agrupación de la luz blanca mediante el uso de prismas. Newton usó por primera vez la palabra espectro(del latín, "apariencia" o "aparición") en 1671 al describir sus experimentos en óptica. Newton observó que cuando un estrecho haz de luz solar incide sobre un prisma de vidrio triangular con un ángulo, una parte se refleja y otra pasa a través del vidrio, mostrando diferentes bandas de colores. La hipótesis de Newton era que la luz estaba hecha 

Descomposición de la luz por medio de un prisma.

por corpúsculos (partículas) de diferentes colores y que la diferencia en los colores era debido a la diferencia de velocidades de cada uno de ellos, de modo que en un medio transparente, la luz roja era más veloz que la luz violeta. El resultado es que la luz roja se doblaba (refractaba) menos que la luz violeta cuando pasaban a través del prisma, creando el espectro de colores.Newton dividió el espectro en siete colores: rojo, naranja, amarillo, verde, azul, añil (= índigo) y violeta, inspirado por una creencia procedente de los sofistas de la antigua Grecia que decían que había una conexión entre los colores, las notas musicales, los días de la semana y los objetos conocidos del sistema solar.

Círculo de colores de Newton, 1704

Nombres de Newton (latín e inglés)	Nombre actual (español)
rubeus / red	rojo
aureus / orange	anaranjado
flavus / yellow	amarillo
viridis / green	verde
cœruleus / blue (blew)	cian, celeste o turquesa
indicus / indigo	azul
violaceus / violet	violeta

Siglo XIII, Roger Bacon teorizó que los arcoíris se producían por un proceso similar al paso de la luz a través de un vaso de agua.

Johann Wolfgang von Goethe en su Teoría de los colores, sostuvo que el espectro continuo era un fenómeno compuesto. Mientras que Newton redujo a haces de luz para aislar el fenómeno, Goethe observaba que con una apertura más amplia no había en el espectro bordes amarillos ni del azul-cían con blanco entre ellos y el espectro solo aparecía cuando esos bordes eran muy cercanos al solapamiento.

rojo	618-780 nm
anaranjado	581-618 nm
amarillo	570-581 nm
verde	497-570 nm
cian	476-497 nm
azul	427-476 nm
violeta	380-427 nm

Ahora se acepta generalmente que la luz está compuesta de fotones (que tienen algunas de las propiedades de una onda y algunas de partícula) y que toda la luz viaja a la misma velocidad en el vacío (velocidad de la luz). La velocidad de la luz en un material es menor a la misma en el vacío y la proporción de velocidad es conocida como el Índice de refracción de un material. En algunos materiales, conocidos como no dispersivos, la velocidad de diferentes frecuencias (correspondientes a los diferentes colores) no varía y así el índice refractario es constante. Sin embargo, en otros materiales (dispersos), el índice de refracción (y así su velocidad) depende de la frecuencia acorde con una relación de dispersión. Los arcoíris son un ejemplo ideal de refracción natural del espectro visible.

Los dispositivos de visualización en color como la televisión o la pantalla de ordenador mezclan los colores rojo, verde y azul para generar el espectro de color.

Espectro de color generado en un dispositivo de visualización.