El color

¿Qué es el color?

Lo primero que debemos saber es que el color no existe. No es una propiedad física de los objetos. En contra de lo que generalmente se piensa, las cosas no son de un color determinado. La hierba no es verde, sino que nos parece verde.
El color es una sensación subjetiva del cerebro y sólo perceptible para los humanos y algunos primates.

Los colores no son más que un producto de la mente.

El color no existe en la naturaleza, ni siquiera en nuestros ojos; sólo en nuestro cerebro. El cerebro ve diferentes colores cuando el ojo humano percibe diferentes frecuencias de luz. La luz es una radiación electromagnética, igual que una onda de radio, pero con una frecuencia mucho mas alta y una longitud de onda más corta.
El ojo humano sólo está capacitado para percibir un rango limitado de estas frecuencias, intervalo que se denomina “espectro visible de la luz”, y que abarca desde los tonos rojos del orden de los 700 nanómetros (nm) hasta los tonos azul violáceos del orden de los 400 nm, pasando por todos los colores intermedios.

El espectro visible de los humanos está entre la luz violeta y la luz roja. Los científicos calculan que los humanos pueden diferenciar hasta 10 millones de colores.

El ojo humano

El ojo humano no es más que un dispositivo receptor de ondas electromagnéticas (luz visible) que responde a un cierto tipo de radiación y no a otros, de la misma forma que un receptor de radio es sensible a las ondas de radio, pero no lo es a las ondas emitidas por una bombilla, que también son electromagnéticas.

Cuando la luz golpea un objeto, como un limón, el objeto absorbe parte de esa luz y refleja el resto.

La luz reflejada entra al ojo humano primero a través de la córnea, la parte más externa del ojo. La córnea refleja la luz hacia la pupila, que controla la cantidad de luz que entra al cristalino. El cristalino entonces enfoca la luz en la retina, la capa de células nerviosas de la parte posterior del ojo.
La retina tiene dos tipos de células que detectan y responden a la luz, los bastones y los conos. Estas células, sensibles a la luz, se conocen como fotorreceptores.
– Los bastones de los cuales poseemos mas de 120 millones, se activan en baja iluminación y no detectan colores.

– Los conos de los cuales poseemos 5 millones, se estimulan en entornos de mayor iluminación y detectan los colores.

Los bastones es el único tipo de fotoreceptor que se encuentra en la mayoría de los animales, a causa de lo cual sólo pueden percibir el mundo que les rodea en blanco y negro.

Los conos contienen fotopigmentos, o moléculas detectoras de color. Normalmente, los humanos tienen tres tipos de fotopigmentos, rojo, verde y azul (Sistema RGB). Cada tipo de cono es sensible a distintas longitudes de onda del espectro de luz visible.

Durante el día, la luz que se refleja del limón activa tanto los conos rojos como los verdes. Entonces, los conos envían una señal por el nervio óptico a la corteza visual del cerebro. El cerebro procesa el número de conos que se activaron y la fuerza de su señal. Después de procesar los impulsos nerviosos, se percibe un color, en este caso, amarillo (50 % verde +50% rojo).

En un entorno más oscuro, la luz reflejada por el limón estimularía únicamente los bastones del ojo. Si sólo se activan los bastones no se ve color, sólo se perciben tonos de gris.

Cuando el ojo humano recibe luz que contiene igual cantidad de cada una de las longitudes de onda de la parte visible del espectro, ésta es percibida como luz blanca. La luz diurna, por ejemplo, contiene todas las longitudes de onda y por eso se percibe como blanca.
Otra cuestión importante, sobre todo a nivel de aplicaciones, es la del porcentaje y distribución en la retina de los 3 tipos de conos: alrededor del 60% son rojos, el 30% verdes y sólo el 10% azules. Como podemos ver su distribución no es uniforme.
Es cierto que teniendo en cuenta la escasez de conos azules, somos mucho menos sensibles a los azules que a los verdes o los rojos. Por otra parte, tenemos máxima sensibilidad a los verdes, dado que los conos rojos son a su vez muy sensibles al verde, con lo que aportan información adicional «verde» a la obtenida por los conos verdes.

 

Cada persona percibe los colores de forma distinta. Hay personas que tienen mayor dificultad para percibir determinados colores que otras. A menudo se habla de diferentes grados de daltonismo, problema que es más frecuente entre los hombres que entre las mujeres; estas personas no pueden distinguir entre sombras de tonos rojos y verdes.

El daltonismo puede presentarse cuando uno o más tipos de conos no funcionan en la forma esperada. Es posible que estén ausentes, que no funcionen, o que detecten un color distinto del normal. La ceguera del rojo y el verde es la más común, seguida de la ceguera de azul y amarillo. Los hombres son más propensos a la ceguera de color que las mujeres.
Los investigadores calculan que hasta un 12 % de las mujeres tienen hasta 4 tipos de conos en sus retinas, en lugar de tres. Estas personas tienen el potencial de percibir 100 veces más colores que el resto de nosotros.

Muchos pájaros, insectos y peces tienen cuatro tipos de conos. Con sus distintos conos, pueden ver luz ultravioleta. La luz ultravioleta tiene una longitud de onda más corta de la que el ojo humano puede percibir. Otros animales, como los perros, tienen menos tipos y menos números de conos de manera que es posible que vean menos colores que los que perciben los humanos.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Infrarrojos

Dentro del espectro electromagnético, la radiación infrarroja se encuentra comprendida entre el espectro de luz visible y las microondas. Tiene longitudes de onda mayores o más largas que el rojo.

Los rayos infrarrojos, por lo tanto, constituyen una clase de radiación electromagnética con una longitud de onda que resulta superior a la longitud de onda de la luz visible (por lo tanto, tiene una frecuencia menor), aunque inferior a la longitud de onda de las microondas (la frecuencia de los rayos infrarrojos es superior a las microondas).

 

Los rayos infrarrojos son clasificados, de acuerdo a su longitud de onda, de este modo
• infrarrojo cercano se refiere a la parte del espectro infrarojo que ese encuentra más próximo a la luz visible (de 780 nm a 1100 nm)
• infrarrojo medio (de 1,1 µm a 15  µm)
• infrarrojo lejano se refiere a la sección más cercana a la región microondas. (de 15 µm a 100 µm)

La fuente primaria de la radiación infrarroja es el calor o radiación térmica. La radiación infrarroja es emitida por cualquier cuerpo cuya temperatura sea mayor que cero absoluto. (0 Kelvin, es decir, −273,15 grados Celsius). Incluso los objetos que consideramos muy frios emiten en el infrarrojo. Cuando un objeto no es suficientemente caliente para irradiar ondas en el espectro visible, emite la mayoria de su energia como ondas infrarrojas. En el caso de los seres vivos, la mayor parte de la radioación emitida es infrarroja.

La radiación infrarroja es debida a las vibraciones de los electrones, átomos y moléculas, y se propaga con la velocidad de la luz, calentando los objetos que encuentra a su paso, ya que origina que los electrones, átomos y moléculas que constituyen los objetos, comiencen a vibrar.
Cuanto mayor es la energía de las vibraciones que origina la radiación infrarroja, más corta es la longitud de onda de la radiación emitida. Las ondas de infrarrojo se trasmiten, al igual que cualquier otra radiación electromagnética, en línea recta, y, de la misma manera que sucede en el visible y en el ultravioleta, la radiación calorífica del infrarrojo sólo puede detectarse por algún instrumento sometido directamente a su acción, las cámaras de infrarrojos. 

La imagen muestra la fotografia de un perro tomada en la banda infrarroja. Las áreas de colores naranja y blanco son las zonas más calientes, en tanto que las azules son las mas frias. Esta información no la podríamos obtener a partir de la luz visible.

La siguiente imagen la he tomado en el Museo de las Ciencias Principe Felipe de Valencia. Recomiendo su visita. En la foto aparezco en el centro junto a mis dos hijas.

 

Aplicaciones:

• Sentimos los efectos de la radiación infrarroja cada día. El calor de la luz del sol, del fuego, de un radiador o estufa provienen del infrarrojo. Aunque no podemos ver esta radiació, los nervios de nuestra piel pueden sentirla como calor.

 

• Visión en la oscuridad. Los detectores de infrarrojos pueden ver objetos que no es posible ver con luz visible. Hay animales como las viboras que pueden detectar animales de sangre caliente por los infrarrojos que irradian, incluso en la oscuridad.

 

• Lamparas de infrarrojos. Este tipo de lámpara es, en todo, similar a las lámparas corrientes utilizadas en el alumbrado. Para dirigir convenientemente la radiación infrarroja, se recubre parte de la superfieie interior del bulbo con un material que refleja los rayos infrarrojos y que ayuda a enfocar en una dirección la totalidad de la radiación emitida. El filamento de una lámpara de rayos infrarrojos está a una temperatura inferior a la del filamento de una lámpara ordinaria (2.400° C comparados con unos 3.000° C) y la intensidad máxima de la gama de radiación que emite corresponde a unas 15.000 unidades Angstróm. Los objetos sometidos a una lámpara de infrarrojos de calientan muy rapidamente.

 

• Utilizamos rayos infrarrojos cuando usamos un mando a distancia de un televisor. Los  mandos a distancia de uso doméstico emiten una señal infrarroja.
• El termómetro de infrarrojos de precision cón con laser es ligero, compacto y fácil de usar. Simplemente presionar el botón para visualizar en la pantalla la temperatura del objeto medido.
• Para poder detectar fugas de agua y calefacción de una manera mucho más rápida y sin tener que acometer la rotura de ninguna instalación.

 

• Los militares también hacen uso de los rayos infrarrojos a través de determinados sistemas cuando están llevando alguna operación. Así pueden, por ejemplo, detectar a un blanco a larga distancia aún en condiciones de escasa o nula visibilidad.

 

• Las lámparas de rayos infrarrojos tienen aplicaciones industrialaes. Se utilizan para acometer lo que es el secado y esmaltado de pinturas u barnices.

 

• Los rayos infrarrojos se utilizan también como fuente calorífica en la destilación de líquidos volátiles o muy inflamables, evitándose, de este modo, los riesgos que se producirían si estos últimos, por ejemplo, se calentaran a la llama. En este sentido, ha de tenerse en cuenta que la parte incandescente de una lámpara de rayos infrarrojos está totalmente encerrada en el bulbo.

 

• Dentro del campo de la gastronomía, para poder acometer lo que es asado de ciertos platos de una manera más rápida y consiguiendo un resultado más homogéneo. En las conocidas parrillas de rayos infrarrojos, se consiguen asados más rápidos que en las parrillas ordinarias. La radiación infrarroja penetra, además, en el interior de la pieza de carne, con lo que resulta un asado más uniforme.