Luz y color

¿Te has parado alguna vez a pensar porqué vemos el cielo azul, la hierba verde o las fresas de color rojo? Estamos acostumbrados a reconocer el color, a identificarlo por su nombre, pero ¿sabemos cómo se produce?

En esta unidad aprenderemos cómo la luz transporta los colores, cómo nuestros ojos los reciben y cómo nuestro cerebro los reconoce. También descubriremos algunas de sus cualidades y
aprenderemos a ordenarlos y combinarlos

Debate
  1. ¿Cómo se produce el color?
  2. ¿Por qué se produce el arco iris?
  3. ¿Qué son los colores básicos?
  4. ¿Por qué al mezclar un color con otro resulta un tercer color diferente?
  5. ¿Por qué el cielo es azul?
  6. ¿Cómo están formados nuestros ojos?
  7. ¿Por qué en el arco iris el color naranja aparece entre el rojo y el amarillo?
  8. ¿Todos los animales ven los colores igual que nosotros?

El espectro visible

Hasta ahora hemos hablado de los elementos formales de la imagen: los puntos, las rectas, los planos son formas. Pero si podemos verlas es porque tienen color. Incluso cuando las dibujamos en negro, ese es su color. El color es una propiedad de la forma, y también de las superficies.

Para que veamos color hacen falta dos cosas:

  1. Que haya una luz que ilumine las formas
  2. Que miremos en la dirección de la que procede el color

De hecho ​ el color es una construcción de nuestro cerebro​. Nuestros ojos reaccionan ante determinadas propiedades de la luz y envían al cerebro cierta información que interpretamos como color. Otros animales ven los colores de manera muy distinta, e incluso puede haber diferencias notables entre cómo vemos los colores cada uno de nosotros.

 

Pero ¿cómo se producen los colores que vemos? Lo primero que debes saber es que una lámpara, el fuego y sobre todo el sol producen energía. Esa energía se propaga en todas direcciones en forma de diferentes radiaciones electromagnéticas. Algunas de esas radiaciones pueden ser percibidas por el ojo (otras no). Al conjunto de radiaciones visibles se le llama ​ el espectro visible​. La suma de todas ellas es lo que llamamos ​ luz​.

En el gráfico de arriba se muestra cómo la luz visible es sólo una parte de las diferentes radiaciones electromagnéticas existentes. Una de sus características es que tienen forma de onda. La diferencia entre un tipo de radiación y otro es su longitud de onda​: la distancia entre la parte superior de cada onda y la siguiente. Pues bien, aquellas radiaciones cuyas longitudes de onda se encuentran entre los 700 y los 400 nanómetros (un nanómetro es un milímetro dividido por mil millones) ​ tienen la facultad de activar unas células fotosensibles que se encuentran en el interior de nuestros ojos​. Cuando todas esas ondas llegan al ojo con la misma intensidad, percibimos la luz blanca.

 

El color de las superficies

Ya sabemos que el sol emite un conjunto de radiaciones que percibimos como luz. Pero ¿qué ocurre para que veamos rojo un tomate, verde una hoja o amarillo un limón? Lo que ocurre es que la superficie de esos objetos modifica la luz que recibe.

Imagina que tienes en un cubo un montón de pelotas distintas: de tenis, de ping-pong, de goma, de ​ baseball​… Si arrojas el contenido del cubo contra el suelo, todas rebotarán, pero no con la misma fuerza. Las de goma botarán mucho, las de ​ baseball​ muy poco, etc.

Con la luz y las superficies de los objetos ocurre algo parecido: las radiaciones del espectro visible rebotan contra ellas con diferente intensidad. Si un objeto rechaza con fuerza las radiaciones de 700 nm (color rojo), pero absorbe o amortigua todas las demás, el objeto se verá rojo.

Pero si en lugar de rechazar sólo la luz roja y absorber las demás, rechaza también parte de la luz amarilla, el color con el que veamos esa superficie será la ​ suma ​ de esos dos colores.

Síntesis aditiva

Cuando se mezclan dos rayos de luz de distinto color, sus energías se suman. A esto se le llama síntesis aditiva (de adición = suma). Como consecuencia de esto, la mezcla de dos colores luz  siempre es un color más luminoso que los originales. Si mezclamos todos los colores luz, el resultado es el blanco.

En esta imagen puedes ver el resultado de mezclar los colores luz primarios:

  • Azul + rojo = magenta
  • Rojo + verde = amarillo
  • Verde + azul = azul cian

Fíjate que basta con tres colores primarios o básicos para obtener todos los del espectro visible. En el caso de la síntesis aditiva, estos son el rojo, el azul y el verde, que se corresponden con los distintos grupos de células fotosensibles del ojo: un grupo reacciona ante la longitud de onda roja, otro ante la verde y otro ante la azul. Estudiaremos esto con más detalle un poco más adelante.

Descomposición de la luz blanca

Podemos comprobar que la luz blanca está compuesta de otros colores haciéndola pasar por un prisma. Esto se basa en un fenómeno llamado ​ refracción ​ de la luz, y que consiste en que ésta cambia de dirección al pasar de un medio poco denso (como el aire) a otro más denso (como un cristal, o el agua).

Seguro que te has fijado en cómo un lápiz sumergido en un vaso con agua parece ​ romperse​ debido a esta propiedad. Usando un prisma de caras planas podemos hacer que ​ cada longitud de onda se desvíe en una dirección diferente​. Igualmente la luz del sol, al atravesar las gotas de agua que quedan en la atmósfera tras la lluvia, se descompone en los colores del arco iris, que son los mismos del espectro visible.

Ejercicios

Propuesta 1. Descomposición de la luz blanca
Hemos estudiado que la luz blanca está compuesta por todos los colores del espectro visible. Podemos separar esos colores con ayuda de un prisma.

 

Puede que no tengas un prisma a mano, pero puedes improvisar uno de varias formas:

  • Con la funda transparente de un bolígrafo
  • Con un vaso lleno de agua (si tiene caras planas)
  • Pulverizando agua al aire, donde dé el sol

Puedes encontrar más ejemplos en esta búsqueda de Google: ​ Formas caseras de descomponer la luz.

Vamos a realizar y documentar alguno de estos experimentos.

En ​ grupos de dos​, ayudándoos de algún prisma casero a vuestro alcance, grabad un​ breve vídeo ​ en el que mostréis y expliquéis ​ cómo la luz blanca se descompone en los colores del espectro visible​.

Etapas:

  1. En clase​, elaborad un ​ guion ​ en el que recojáis:
    1. Los ​ elementos clave que deberéis explicar en el vídeo​ (qué es la luz, cómo se propaga, cómo está compuesta de radiaciones de diferentes longitudes de onda, cómo esas radiaciones dan lugar a los diferentes colores, por qué un prisma descompone la luz blanca en los colores del espectro).
    2. Qué ​ materiales ​ necesitaréis para grabar el experimento y dónde lo haréis
    3. Quién se encarga de qué
  2. Fuera de clase​, ​ realizáis ​ la experiencia y la documentáis ​ en vídeo. Los vídeos se presentarán en ​ Classroom
Guía de evaluación:
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