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Naturaleza y fenómenos de la luzEspectro visible y color
Naturaleza de la luz
La luz es una forma de energía electromagnética
Su comportamiento es dual: corpuscular y ondulatorio.
Se desplaza en forma rectilínea.
Se propaga en el vacío y en ciertos materiales.
El color de la luz depende de su longitud de onda.
La luz blanca es una mezcla de todos los colores que componen el espectro visible.
Sistemas de reproducción de color
Colores primarios
Podemos definir un color a partir de tres cualidades:
MATIZ
SATURACIÓN
BRILLO
Coordenadas de color
Fenómenos luminosos
Emisión
Radiación o incandescencia. Directamente relacionada al calor del objeto emisor. Lámparas de tungsteno, Sol, fuego, etc.
Descarga eléctrica Lámparas de neón, HMI, tubos fluorescentes, chispas,
rayos, soldadoras. Electroluminiscencia
LEDs Fluorescencia
Tubos fluorescentes, pinturas y plásticos fluorescentes Fotoluminiscencia Quimioluminiscencia
Propagación y transmisión
En el vacío la luz se propaga a 300.000 km/s aproximadamente.
En otros medios su velocidad es menor y depende del índice de refracción del medio.
Llamamos “transparentes” a los medios que transmiten altas proporciones de luz.
Llamamos “transmitancia” a la capacidad de un medio para transmitir la luz.
Absorción
Los materiales pueden transmitir o absorber la luz en proporciones variables.
Todos los materiales absorben una cierta cantidad de luz. La porción de luz absorbida es transformada en calor en el
objeto que la recibe. Llamamos “opacos” a los medios que absorben altas
proporciones de luz. Llamamos “opacidad” a la capacidad de un medio de
absorber luz.
Reflexión
Al alcanzar un cambio de índice de refracción parte de la luz puede ser reflejada.
El rayo de luz reflejado comparte el plano con el incidente y tiene con respecto a la normal de la superficie sobre al que se refleja un ángulo simétrico al de incidencia.
Refracción
Si un rayo de luz cambia de medio, la porción de luz que se transmite cambia su dirección.
Este cambio de dirección está dado por la ley de Snell: n1.sen α1 = n2.sen α2
Si la luz pasa a un medio de mayor índice de refracción su trayectoria se acercará a la normal, y viceversa.
Refracción y reflexión
En el presente ejemplo, la mayor parte de la luz incidente es transmitida y refractada por el vidrio.
Una porción menor es reflejada.
Ambos medios absorben parte de la luz a medida que ésta los atraviesa.
Polarización (I)
Las ondas que componen los rayos de luz vibran en una infinidad de planos perpendiculares a la dirección de su desplazamiento.
En ciertas condiciones la luz vibra en un solo plano. Se dice entonces que es luz polarizada. No es posible distinguirla a simple vista.
Se produce por la reflexión sobre superficies planas pulimentadas no
metálicas en ciertos ángulos la dispersión producida por partículas finas y gases el pasaje a través de ciertos filtros.
La luz se despolariza al difundirse.
Polarización (II)
La luz polarizada no puede pasar a través de un filtro polarizador orientado en forma perpendicular a su plano de polarización.
Este fenómeno permite controlar la intensidad de los reflejos de ciertas superficies y del cielo cuando estos se encuentran cerca del ángulo de máxima polarización.
Dicho ángulo es aquel cuya tangente es igual al índice de refracción del medio.
Difracción
Es una manifestación de la naturaleza ondulatoria de la luz que se produce a escala microscópica
Al pasar la luz junto a un objeto o a través de una abertura se producen nuevos frentes de onda (rayos) de luz en el borde de contacto.
Dispersión
Se llama así a la separación de ondas de distinta longitud que se produce por la diferencia en el índice de refracción según la longitud de onda.
Es el origen del arcoíris y el color azul del cielo.
Interferencia
Interferencia constructiva: cuando dos ondas de luz que oscilan en fase se superponen producen una onda de mayor intensidad.
Interferencia destructiva: cuando dos ondas de luz que oscilan en fases opuestas se superponen se anulan entre sí.
FuentesFiltrosMateriales de registro
El color de la luz
Las fuentes de luz se caracterizan por las proporciones en que emiten distintas longitudes de onda.
La preponderancia de alguna longitud de onda en particular o de un rango de ellas dará a la luz un tono llamado “dominante”.
La temperatura color es un sistema para describir el color de la luz.
Se mide con un termocolorímetro.
Escala Kelvin
Al calentarse, los materiales emiten energía en forma de radiaciones electromagnéticas de distintas longitudes de onda.
Al aumentar la temperatura Aumenta la intensidad de las radiaciones emitidas Aumenta el espectro de radiaciones emitidas Se hace más corta la longitud de onda predominante.
La temperatura color de una fuente de luz corresponde a la que tendría un metal sin color propio calentado a cierta temperatura, medida en grados Kelvin.
Espectro de emisión
Espectro de emisión de un cuerpo negro a distintas temperaturas. Espectro normalizado a 5000 K
Espectros continuos y discontinuos
Ciertas fuentes de luz, como las lámparas de descarga tienen picos muy precisos de emisión, así como longitudes de onda que no emiten.
La temperatura color es insuficiente para describir este tipo de fuentes, y se deben tener en cuenta otras variables.
Los filtros CTO y CTB no corrigen completamente las dominantes de este tipo de lámparas.
La reproducción de color cambia, por la falta de ciertas longitudes de onda. Sobre todo en colores de alta saturación.
Ejemplos de temperatura color
Vela 2000 K Sol al amanecer 2000 K Lámpara de tungsteno hogareña 2900 K Lámpara de tungsteno halógena 3200 K Luz de sol por la mañana o tarde 4400 K HMI / Promedio de luz día 5600 K Cielo nublado 6800 K Cielo azul despejado 10000 K
La película
Filtros
Iluminación luz día (5600 K)
• Emulsión luz día• Filtro CTB
• Emulsión luz día• Sin filtro
• Emulsión luz día• Filtro CTO
o Emulsión tungstenoo Sin filtro
o Emulsión tungstenoo Filtro CTO
Iluminación tungsteno (3200 K)
• Emulsión tungsteno• Filtro CTO
• Emulsión tungsteno• Sin filtro
o Emulsión luz díao Sin filtro
• Emulsión tungsteno• Filtro CTB
o Emulsión luz díao Filtro CTB
