Se denomina espectro de la luz 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; un típico ojo humano responderá a longitudes de onda desde 400 a 700 nm aunque algunas personas pueden ser capaces de percibir longitudes de onda desde 380 a 780 nm.
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 terahertz.
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 se necesita la mezcla de múltiples
longitudes de onda, preferiblemente rojos oscuros.
La
longitud de onda visible al ojo también se pasa a través de
una ventana óptica, la región del espectro electromagnético
que 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. La ventana visible se
la 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, más bien
que del colorido aparente a los ojos humanos.
Historia
Dos
de las primeras explicaciones del espectro visible vienen de Isaac
Newton,
que escribió su óptica y
deJohann
Wolfgang Goethe en
su Teoría
de los colores,
a pesar de sus tempranas observaciones que fueron hechas por Roger
Bacon que
por primera vez reconoció el espectro visible en un vaso de agua,
cuatro siglos antes de los descubrimientos de Newton con prismas
permitieran estudiar la dispersión y agrupación de la luz blanca.
Newton
uso por primera vez la palabra espectro 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
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
llamados rojo, anaranjado, amarillo, verde, azul, añil y violeta.
Imaginó que eran siete colores por una creencia procedente de la
antigua Grecia, de los sofistas,
que decían que había una conexión entre los colores, las notas
musicales, los días de la semana y los objetos conocidos del sistema
solar. El
ojo humano es relativamente insensible a las frecuencias índigo y
algunas personas no pueden distinguir del añil al azul y al violeta.
Por esta razón algunos comentarios, incluidos el de Isaac
Asimov,
han sugerido que el añil debería dejar de ser tomado como un color
entre el azul y el violeta.
Johann
Wolfgang von Goethe 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.
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 arco
iris son
un ejemplo ideal de refracción natural del espectro visible.
Espectros del Hidrógeno
Espectros del Helio
Espectros del Oxígeno
Espectros del Carbono
Espectro de absorción |
Fuente de imágenes:
casanchi.com/fis/espectros/espectros01.htm#2
biologia.edu.ar
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