7.1 Luz
visible
La luz es una
forma de energía que se transmite como onda electromagnética. Esta forma de energía
se la conoce como radiación. La radiación electromagnética transporta energía
por el espacio constituyendo un flujo radiante, esto es: la energía fluye en el
tiempo, lo que implica que la fuente radiante tiene una determinada potencia radiante.
La radiación
electromagnética tiene dos características fundamentales: la frecuencia y su amplitud.
Además, de acuerdo a la teoría de la relatividad, la velocidad de la radiación electromagnética
en el vacío es una constante universal (cerca de los 300.000 Km/seg).
La luz visible es una de las formas
como se desplaza la energía. Las ondas de luz son el resultado de vibraciones
de campos eléctricos y magnéticos, y es por esto que son una forma de radiación electromagnética (EM). La luz visible
es tan sólo uno de los muchos tipos de radiación EM, y ocupa un pequeño rango
de la totalidad del espectro electromagnético.
Sin embargo, podemos percibir la luz directamente con nuestros ojos, y por la
gran importancia que tiene para nosotros, elevamos la importancia de esta
pequeña ventana en el espectro de rayos EM.
Las ondas de luz tienen longitudes de onda entre 400 y 700 nanómetros (4 000 y 7
000 Å). A medida que el arcoíris se llena de matices, nuestros ojos perciben
diferentes longitudes de ondas de luz. La luz roja tiene longitudes de onda
relativamente largas, aproximadamente 700 nm (10-9 metros) de largo. La luz azul y la luz
morada tienen ondas cortas, aproximadamente 400 nm. Las ondas más cortas vibran
a mayores frecuencias, y tienen energías más elevadas. Las luz roja tiene una
frecuencia aproximada de 430 terahertz, mientras que la frecuencia de la luz
azul es de aproximadamente 750 terahertz. Los fotones rojos
tienen aproximadamente 1.8 electrón-Volt (eV) de energía, mientras que cada
fotón azul transmite aproximadamente 3.1 eV.
Los vecinos de la luz visible en el
espectro EM son la radiación infrarroja de un lado, y luz ultravioleta del otro
lado. La radiación infrarroja tiene
longitudes de ondas más largas que la luz roja, es por esto que oscila a una
frecuencia menor y lleva consigo menor energía. La radiación ultravioleta tiene
longitudes de ondas más cortas que la luz azul o violeta, por lo que oscila más
rápidamente, y porta mayor cantidad de energía por protón que la luz visible.
La luz viaja a la increíble velocidad
de 299 792 458 kilómetros por segundo (aproximadamente 186 282.4 millas por
segundo). A esta increíble velocidad, ¡la luz podría girar más de siete veces
alrededor de la Tierra en cada segundo!. La letra "c" minúscula se
usa en las ecuaciones para representar la velocidad de la luz, como es el caso
de la famosa relación entre energía y materia de Einstein: "E = mc2". Todas
las formas de ondas electromagnéticas, incluyendo los rayos X y
las ondas de radio,
y todas las demás frecuencias a lo largo del espectro EM, también viajan a la
velocidad de la luz. La luz viaja más rápidamente en el vacío, y se mueve más
lentamente en materiales como agua o vidrio.
Los límites
de la sensibilidad del ojo humano a la luz están ente 380nm (violeta) y los
780nm (rojo), fuera de este sector del espectro el ojo es ciego a toda radiación.
Expresamos
mediante un gráfico la relación entre la emitancia mínima necesaria y la
requerida para cada longitud de onda obtenemos una curva en forma de “campana
de Gauss”. Se observa en esta curva que cuando las luminancias son mayores que
3,4 cd/cm2 (visión fotópica, conos) el
máximo de la curva de sensibilidad está en los 555nm y cuando las luminancias
son inferiores (visión escotópica, rodillos) el máximo está 505nm.
Referencias:
No hay comentarios:
Publicar un comentario