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CONSIGNA
TP1 - Teoría de la luz, Color y luz
Desarrollar una investigación teniendo como base el origen de la luz como fenómeno
físico y su comportamiento. Dicho trabajo práctico requiere rigor en los datos técnicos
recabados y la confección de gráficas que expliquen el comportamiento de la luz.
Trabajo individual. Cuestionario:
1) ¿Qué es la luz?
2) Definir y graficar: longitud, frecuencia y amplitud de onda.
3) Definir y graficar: ¿Qué es el espectro electromagnético? Y ¿Qué es el espectro
visible.
4) Definir y graficar: Luz directa. Reflexión. Índice de reflexión. Tipos de reflexión. Luz
Incidente
5) Definir y graficar: Absorción, transmisión, difusión, difracción.
6) Definir y graficar: Refracción. Ley de Snell.
7) Definición de Color Luz.
8) Definir: tono, brillo y saturación.
9) Definir y graficar: Síntesis aditiva y síntesis sustractiva.
10) Definir y graficar: Temperatura de Color. Colocar la escala de temperatura color.
11) Termocolorímetro: función y aplicación.
12) ¿Qué es el sistema Munsell?
13) ¿A qué se llama Diagrama de Cromaticidad CIE
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TEORÍA DE LA LUZ, COLOR Y LUZ
1. ¿Qué es la luz?
La luz se podría definir como una radiación que se propaga en forma de ondas. Estas
ondas que se dispersan en el vacío se llaman “ondas electromagnéticas”. Por lo cual,
es factible exponer que la luz es una radiación electromagnética. (Herrera, Moncada y
Valdés, 2009) Sin embargo, el diccionario apela a una definición más cotidiana en la
que aduce a la forma de energía que ilumina las cosas y las hace visibles. De tal
modo, aplicado al color, la luz al igual que el sonido, es una combinación de "tonos" de
diferente frecuencia.
2. Definir y graficar: longitud, frecuencia y amplitud de onda.
- Longitud de Onda: La longitud de una onda describe cuán larga es la onda.
La distancia que existente
entre dos crestas o valles
consecutivos es lo que
llamamos longitud de onda.
Así pues, La longitud de
onda es inversamente proporcional a la frecuencia de la misma. Una longitud
de onda larga corresponde a una frecuencia baja, mientras que una longitud de
onda corta corresponde una frecuencia alta. (Russel, 2006)
- Frecuencia de Onda: La frecuencia de
un campo, señal u onda
electromagnética es el número de
ciclos (paso de una polaridad a otra y
vuelta a la primera) que realiza en cada
segundo. La frecuencia tiene una
relación inversa con el concepto
de longitud de onda a mayor frecuencia menor longitud de onda y viceversa.
(2008 – 2015)
- Amplitud de Onda: la amplitud de
onda es la máxima separación
entre las posiciones opuestas de
una ondulación completa, es decir
entre la 'cima' y el fondo o
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convexidad y concavidad de este movimiento ondulatorio. Se relaciona con la
capacidad de reflexión de las superficies coloreadas. La mayor amplitud de
onda está en proporción directa con la claridad de las escalas o marchas del
brillo. (2008 – 2015)
3. Definir y graficar: ¿Qué es el espectro electromagnético? Y ¿Qué es el
espectro visible.
- Espectro Electromagnético: Se denomina espectro electromagnético a la
distribución energética del conjunto de las ondas electromagnéticas.
Direccionado a un objeto, se denomina espectro electromagnético a la
radiación electromagnética que emite (espectro de emisión) o absorbe
(espectro de absorción) una sustancia. El espectro electromagnético se
extiende desde la radiación de menor longitud de onda, como los rayos gamma
y los rayos X, pasando por la luz ultravioleta, la luz visible y los rayos
infrarrojos, hasta las ondas electromagnéticas de mayor longitud de onda,
como son las ondas de radio. (Casanova, 2012)
- Espectro Visible: El espectro visible de luz es el espectro de
radiación electromagnética que es visible para el ojo humano. Va
desde una longitud de onda de 400 nm hasta 700 nm. Son las
ondas que componen lo que llamamos luz visible. Cuando estamos
viendo un objeto, es porque ese objeto está siendo iluminado por la
luz visible. (Casanova, 2012)
4. Definir y graficar: Luz directa. Reflexión. Índice de reflexión. Tipos de
reflexión. Luz Incidente
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- Luz Directa: Se denomina luz directa, a la luz en la cual el rayo se dirige desde
la fuente de luz hacia la superficie propagándose de forma lineal. Si en el rayo
de luz no interfiere ningún obstáculo, al punto en la superficie se le considera
iluminado directamente.
- Reflexión: La reflexión es una modificación que se produce en la dirección de
una onda o de un rayo. Dicho cambio tiene lugar en el espacio que separa dos
medios, lo que hace que la onda o el rayo vuelva a su medio original. La
reflexión ocurre cuando los rayos de luz que inciden en una superficie chocan
en ella, se desvían y regresan al medio que salieron formando un ángulo igual
al de la luz incidente.
- Índice de Reflexión: El rayo incidente, la normal y el rayo reflejado se
encuentran en el mismo plano, estando el rayo incidente y el reflejado en lados
opuestos a la normal. El ángulo de incidencia es igual al ángulo de reflexión.
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- Tipos de Reflexión:
- Difusa: Este tipo de reflexión ocurre cuando el material sobre el que inciden
los haces luminosos es rugoso, no sólo al
tacto, sino a un nivel microscópico.
Algunos ejemplos de este tipo de
superficie son el papel, el hielo, superficie
de un río, etc. Los haces de luz viajan
paralelos entre sí, pero al entrar en
contacto con la superficie todos los rayos
son reflejados en distintas direcciones lo
que provoca una imagen distorsionada, con los bordes poco claros. Este
fenómeno se debe a que cada una de las paredes del material poroso reflejará
el haz de luz en el mismo ángulo en que el rayo incidió sobre ella pero no todos
los rayos incidirán en la misma dirección, por lo que obviamente todos los rayos
serán reflejados en distintas direcciones. Una superficie de perfecta reflexión
difusa, reflejará la luz en todas direcciones de igual forma. (Herrera, Moncada y
Valdés, 2009)
- Especular: Este tipo de reflexión ocurre cuando el material sobre el que
inciden los haces luminosos es perfectamente liso y pulido, no sólo al tacto,
sino a un nivel microscópico. Algunos
ejemplos de este tipo de superficie son
los espejos, los metales, vidrios
polarizados, etc. Los haces de luz viajan
paralelos entre sí y, al entrar en contacto
con la superficie todos los rayos son
reflejados en la misma dirección lo que
provoca una imagen nítida, con los
bordes bien definidos. Este fenómeno se debe a que todos los puntos del
material están perfectamente alineados, por lo que cada uno de los rayos
chocará con ellos con el mismo ángulo de incidencia por lo que todos los
haces de luz reflejados tendrán la misma dirección. Una superficie de perfecta
reflexión especular, reflejará la luz en una única dirección. (Herrera, Moncada y
Valdés, 2009)
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- Luz Incidente: Luz incidente es la que llega a la superficie de un sujeto. Por lo
contrario, la luz que el objeto devuelve es la luz reflejada.
5. Definir y graficar: Absorción, transmisión, difusión, difracción.
- Absorción: En física, la absorción de la radiación electromagnética es el proceso
por el cual dicha radiación es captada por la materia. Cuando la absorción se
produce dentro del rango de la luz visible,
recibe el nombre de absorción óptica. En
general, todos los materiales absorben en
algún rango de frecuencias. Aquellos que
absorben en todo el rango de la luz visible
son llamados materiales opacos, mientras
que si dejan pasar dicho rango de
frecuencias se les llama transparentes. Es precisamente este proceso de
absorción y posterior reemisión de la luz visible lo que da color a la materia.
- Transmisión: La transmisión ocurre cuando la luz atraviesa una superficie u
objeto. Hay 3 tipos de transmisión: directa, difusa o selectiva.
1. Transmisión directa: es cuando
la luz atraviesa un objeto y no se
producen cambios de dirección o
calidad de esa luz. Por ejemplo,
un vidrio o el aire.
2. Transmisión difusa: se produce
cuando la luz pasa a través de un objeto transparente o semi-transparente con
textura. Por ejemplo, un vidrio esmerilado o un papel manteca. La luz en vez de
ir en una sola dirección es desviada en muchas direcciones. La luz que es
transmitida de manera difusa va a ser más suave, va a tener menos contraste,
va a ser menos intensa, va a generar sombras más claras y una transición más
suave entre luz y sombra que la luz directa.
3. Transmisión selectiva: se produce cuando la luz atraviesa un objeto de color.
Parte de la luz va a ser absorbida y parte va a ser transmitida por ese objeto.
En el ejemplo de abajo la luz blanca (rojo, verde y azul) pasa a través de una
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superficie roja. El verde y el azul son absorbidos y solo es transmitido el rojo.
Por lo tanto del otro lado de esa superficie vamos a ver luz roja.
- Difusión: La difusión de la luz es la dispersión de la luz directa. Se logra
haciéndola pasar a través de un material no
transparente o rebotándola en una superficie
semi-reflectante. La difusión de la luz es
comúnmente utilizada por los fotógrafos para
crear una luz más "suave". Esto es
favorecedor para los sujetos que están siendo
fotografiados, ya que hace que las sobras
sean menos marcadas.
- Difracción: La difracción ocurre cuando las ondas pasan a través de pequeñas
aberturas, alrededor de obstáculos o por bordes afilados. Cuando un objeto
opaco se encuentra entre la fuente puntual de luz y el recorrido de la onda
lumínica.
6. Definir y graficar: Refracción. Ley de Snell.
- Refracción: Cuando la luz pasa de un medio transparente a otro se produce
un cambio en su dirección debido a la distinta velocidad de propagación que
tiene la onda incidente en los diferentes materiales. A este fenómeno se le
llama refracción.
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- Ley de Snell: La ley de Snell (también llamada ley de Snell-Descartes) es una
fórmula utilizada para calcular el ángulo de refracción de la luz al atravesar la
superficie de separación entre dos
medios de propagación de la luz (o
cualquier onda electromagnética)
con índice de refracción distinto. La
misma afirma que la multiplicación
del índice de refracción por el seno
del ángulo de incidencia es
constante para cualquier rayo de luz
incidiendo sobre la superficie
separatriz de dos medios. Aunque
la ley de Snell fue formulada para explicar los fenómenos de refracción de la
luz se puede aplicar a todo tipo de ondas atravesando una superficie de
separación entre dos medios en los que la velocidad de propagación de la
onda varíe.
7. Definición de Color Luz.
Los colores producidos por luces (en el monitor de nuestro ordenador, en el cine,
televisión, etc.) tienen como colores primarios, al rojo, el verde y el azul (RGB)
cuya fusión de estos, crean y componen la luz blanca, por eso a esta mezcla se le
denomina, síntesis aditiva y las mezclas parciales de estas luces dan origen a la
mayoría de los colores del espectro visible.
8. Definir: tono, brillo y saturación.
- Tono: El tono (a veces llamado matiz) es la cualidad que distingue los colores
por la longitud de onda de la luz que se percibe como dominante.
Coloquialmente se emplea el término color como sinónimo de tono, pues es la
propiedad por la que se nombran y diferencian los colores.
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- Brillo: El valor (luminosidad o brillo) es el atributo por el que se distingue un
color claro de uno oscuro según su posición relativa en una escala de grises.
En esta escala de grises el blanco es el valor más alto, el más luminoso, y el
negro el valor más bajo, el más oscuro.
- Saturación: La saturación (también llamada croma) es la propiedad que define
el grado de intensidad de un color con respecto
al gris, blanco o negro (saturación cero). Un color saturado (con croma alto) es
aquel color calificado con adjetivos como intenso, vivo o puro. A los colores con
croma bajo o poca saturación, a los colores apagados, se les denomina colores
neutros.
9. Definir y graficar: Síntesis aditiva y síntesis sustractiva.
- Síntesis Aditiva: la síntesis aditiva, hablamos de la formación de los colores a
través de la suma de diferentes luces en sus distintas longitudes de onda. La
síntesis aditiva hace referencia a la adición de color, considerando el blanco
como la suma de toda luz en máxima proporción del espectro visible (Modelo
RGB = Color Luz). (Makertan, 2014)
- Síntesis Sustractiva: La síntesis sustractiva, nos estamos refiriendo a la
obtención de colores por mezclas
de pigmentos. De hecho, se llama
sustractiva porque al ir añadiendo
colores pigmento, sustrae el
color. Los colores primarios de la
síntesis sustractiva serán los
colores complementarios de la
síntesis aditiva. Los colores
sustractivos primarios (cian,
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magenta y amarillo) son los que se crean mediante la absorción de ciertas
longitudes de ondas. Cuando la luz blanca toca un material o una
superficie, los pigmentos de colores de esa superficie absorben todas las
ondas de la luz excepto las de sus colores, que son reflejados y percibidos por
el órgano de la visión. (Makertan, 2014)
10. Definir y graficar: Temperatura de Color. Colocar la escala de temperatura
color.
- Temperatura de Color: La temperatura de color de una fuente de luz se define
comparando su color dentro del espectro luminoso con el de la luz que emitiría
un cuerpo negro calentado a una temperatura determinada. Sin embargo,
existe una explicación un más académica la cual explica que un cuerpo teórico
llamado “cuerpo negro”, el cual no absorbería ni reflejaría ninguna frecuencia
lumínica, pero es capaz de irradiar luz según aumente su temperatura. Por
cada temperatura a la que se caliente dicho cuerpo, emitirá una determinada
longitud de onda (color) que tendrá una energía máxima. (2015)
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11. Termocolorímetro: función y aplicación.
Un termocolorímetro es un aparato que se utiliza en fotografía para medir la
temperatura de color de una fuente luminosa. Si se le proporcionan los datos
necesarios, un termocolorímetro permite además saber qué filtros o correcciones
hay que hacer para neutralizar las dominantes que puedan aparecer. Físicamente
es parecido al exposímetro.
12. ¿Qué es el sistema Munsell?
El sistema de Color de Munsell fue elaborado por el pintor y profesor de arte Albert
Henry Munsell en su libro Atlas of the Munsell Color System (Atlas del sistema de
color Munsell) en el año 1915. Es una manera "racional de describir color" que
usaría la notación decimal clara en lugar de muchos nombres de color que el autor
considerara "tonto" y engañoso.
Se basa en una disposición ordenada en sólido tridimensional formado por tres
ejes
correspondientes
al tono o matiz (la
longitud de onda
dominante del
color y la cualidad
que lo distingue
de los demás), al
valor,
luminosidad o brillo (claridad u
oscuridad) y a
la saturación (intensidad o
pureza).
El matriz se identifica del 0 a 100 y su símbolo es la H, el rango del Brillo es de 0 a
10 y su símbolo es V, la Intensidad tiene la escala de saturación de un color. Los
colores no representados por muestras reales en este sistema pueden ser
identificados mediante números intermedios. (2009)
13. ¿A qué se llama Diagrama de Cromaticidad CIE?
El Sistema CIE Sistema CIE se basa en las pautas físicas de longitud de onda,
pureza de excitación e intensidad luminosa, que representan variables específicas
y universales. También llamado Sistema ICI, se basa en datos de medición con los
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cuales los colores pueden ser
conseguidos mezclando las proporciones
adecuadas de los tres colores primarios
aditivos: rojo, verde y azul. Para asegurar
una exactitud completa, todos los
factores implicados en la obtención de
las mediciones están estrictamente
estandarizados. Los resultados obtenidos
son trasladados al llamado "diagrama
cromático" o Diagrama CIE. Para
expresar un color según este sistema, se
tienen en cuenta los siguientes factores:
Cuanto más puro es un color (mayor saturación), más cerca estará del límite
externo del diagrama; en cambio, cuanto más bajo sea su grado de saturación
(más diluido en gris), más cercana será su posición con respecto al punto neutro.
En el Diagrama CIE, un color dado aparece indicado en relación con todos los
demás colores, sin embargo, al ser solo una representación bidimensional de color,
este tipo de diagrama únicamente indica dos de las cualidades de un color: el tono
y la saturación.
El tono está especificado en función de la longitud de onda dominante. Para
encontrar ésta, el punto de posición del color en el diagrama es unido con el punto
neutro mediante una línea recta. Esta línea es entonces prolongada hasta que
corta la línea en forma de herradura que limita el diagrama. La longitud de onda
representada por este punto de intersección de las dos líneas es la longitud de
onda dominante para el color en cuestión. Si este color pertenece a los magentas
o púrpuras (que no tienen longitud de onda propia al no aparecer en el espectro),
la línea que une posición de color con punto neutro se extiende más allá del punto
neutro, hasta encontrarse con la línea en forma de herradura. En este caso, el tono
viene dado en función de las longitudes de onda de su complementario en verdes
o azules-verdes. (2009)
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BIBLIOGRAFÍA
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Física. Revista Científica Web.
Recuperado de:
http://www.astrofisicayfisica.com/2012/06/que-es-el-espectro-electromagnetico.html
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Delyarte (2009) “Sistemas de Color: Munsell y CIE”. Página Web. Disponible en:
http://www.delyrarte.com.ar/sitio/discol5.html
http://www.delyrarte.com.ar/sitio/discol3.html
Herrera, Macarena. Moncada, Felipe. Valdés Pablo. (2009) “Unidad 2: La Luz” en
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http://www.muchosleds.com/es/content/6-temperatura-de-color-calido-neutro-frio
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Recuperado de:
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Universidad Politécnica de Madrid (2010) Unidad 23: Naturaleza de la Luz. Cartilla de
apoyo para la preparación de los estudios de Ingeniería y Arquitectura. Física
(Preparación a la universidad) [PDF] Disponible en:
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