El espectro visible es la región del espectro electromagnético que el ojo humano es capaz de percibir. A la radiación electromagnética en este rango de longitudes de ola se lo denomina luz visible o, simplificando, simplemente luz. Gracias a la sensación de color , el ojo llega a distinguir las diferentes partes del espectro visible.
No hay ningún límite exacto al espectro visible: el ojo humano, adaptado a la luz, posee generalmente una sensibilidad máxima a la luz de una longitud de ondula de unos 550 nm (nanòmetres), el que corresponde a un color amarillo-verde. Generalmente, se considera que la respuesta del ojo cubre las longitudes de olas de 380 nm a 780 nm, a pesar de que una gama de 400 nm a 700 nm sea más común. Estos extremos corresponden respectivamente a los colores violeta y rojo . Aun así, el ojo puede tener una cierta respuesta visual a gamas de longitudes de ondula todavía más amplias.
El ultravioleta (UV) y el infrarrojo (IR) a menudo son considerados como luz pero no son visibles para el ojo humano. Pero los ojos de muchas especies perciben unas longitudes de ola del espectro que son diferentes de las que puede diferenciar el ojo humano. Por ejemplo, muchos insectos, como las abejas, pueden ver la luz ultravioleta, que los es muy útil para encontrar el néctar en las flores. Por esta razón, las especies de plantas que tienen un ciclo de vida ligado a la polinización por medio de la intervención de los insectos pueden tener más o menos éxito en función de su aspecto bajo la luz ultravioleta en vez de la apariencia que presentan a nuestros ojos.
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Dos de las primeras explicaciones del espectro visible son fruto de las observaciones de Isaac Newton, que escribió su Tratado de óptica, y de Goethe , con su Teoría de los colores. Pero las primeras observaciones de las que se tiene conocimiento 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 que permitieron estudiar la dispersión y la agrupación de la luz blanca.
Newton usó por primera golpe la palabra espectro (del latín spectrum, que significa apariencia, aparición, fantasma) el 1671 al describir sus experimentos sobre óptica. Newton observó que cuando un estrecho haz de luz solar incide sobre un prisma de vidrio triangular con un ángulo determinado, 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 forma que en un medio transparente, la luz roja era más veloz que la luz violeta. El resultado es que la luz roja se doblaba (refracción) 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, naranja, amarillo, verde, moratón, anyil y violeta. Imaginó que eran siete colores por una creencia procedentes 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.[1][2] El ojo humano es relativamente insensible a las frecuencias indio y algunas personas no pueden distinguir desde la anyil hasta el violeta. Por esta razón algunos comentarios, incluidos el de Isaac Asimov, han sugerido que el anyil tendría que dejar de ser considerado como un color entre el moratón y el violeta.
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 mas amplia al espectro no había bordes amarillos ni del moratón-cian con blanco entre ellos, y el espectro sólo aparecía cuando estos bordes eran muy cerca del solapament.
Ahora se acepta generalmente que la luz está compuesta de fotones , que tienen algunas de las propiedades de una ola y algunas de partícula , y que toda la luz viaja a la misma velocidad en el vacío: la velocidad de la luz. La velocidad de la luz en un material es menor que la misma en el vacío y la proporción entre las velocidades es conocida como el índice de refracción de un material. En algunos materiales no dispersius la velocidad de las diferentes frecuencias, que corresponden a los diferentes colores, no varía y así el índice de refracción es constante. Aun así, en otros materiales dispersius, el índice de refracción, y por lo tanto su velocidad, depende de la frecuencia que concuerda con una relación de dispersión. El arco iris es un ejemplo ideal de refracción natural del espectro visible.
Los colores del arco iris en el espectro visible incluye todos estos colores que pueden ser producidos por la luz visible de una simple longitud de ola; son los colores del espectro puro, los colores monocromáticos.
A pesar de que el espectro es continuo, y por lo tanto no hay cantidades vacías entre uno y otro color, los rangos anteriores podrían ser usados como una aproximación.[3]
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| violeta | 380–450 nm |
| moratón | 450–495 nm |
| verde | 495–570 nm |
| amarillo | 570–590 nm |
| naranja | 590–620 nm |
| rojo | 620–750 nm |
La correspondiente longitud de ola en el agua y en otros medios se ve reducida por un factor igual al índice de refracción. En términos de frecuencia, esta 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 aun así no contiene todos los colores que los ojos humanos y el cerebro pueden distinguir. Café, rosado y magenta están ausentes, por ejemplo, porque se necesita la mezcla de múltiples longitudes de ola, preferiblemente rojos oscuros.
La longitud de ola visible al ojo también 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 causa del color del cielo. La respuesta del ojo humano está definido por una prueba subjetiva, pero las ventanas atmosféricas están definidas por medidas físicas. La ventana visible se denomina así porque esta superpone la respuesta humana visible al espectro; la ventana infrarroja está ligada a la ventana de respuesta humana y la longitud de ola media infrarroja, la longitud de ola infrarroja lejana están muy lejos de la región de respuesta humana.
Se denomina espectroscopia a la ciencia que estudia los objetos basándose en el espectro de luz que emiten. Una aplicación particularmente importante de este estudio es en astronomía, donde los espectroscopios son esenciales para analizar las propiedades de objetos distantes. La espectroscopia astronómica utiliza difracción de alta dispersión para observar espectros a muy altas resoluciones espectrales. El helio fue el primer elemento que se detectó en el análisis del espectro del Solo.
Los elementos químicos pueden ser detectados en objetos astronómicos por las líneas espectrales y las líneas de absorción; la medida de líneas espectrales puede ser usada como medidas de corrimiento al rojo o corrimiento al moratón de objetos distantes que se mueven a altas velocidades. El primer exoplaneta al ser descubierto fue lo qué se encontró con el análisis de efecto Doppler de estrellas; la presencia de planetas fue revelada por su influencia gravitacional en las estrellas analizadas.
Los monitores o pantallas de los ordenadores y televisores modernos muestran colores creados a partir de una mezcla de rojo, verde y moratón para reproducir de manera aproximada todos los colores del espectro visible.