LA LUZ
Se
llama luz (del latín lux, lucis) a la parte de la radiación electromagnética
que puede ser percibida por el ojo humano. En física, el término luz se usa en
un sentido más amplio e incluye todo el campo de la radiación conocido como
espectro electromagnético, mientras que la expresión luz visible señala
específicamente la radiación en el espectro visible.
La
óptica es la rama de la física que estudia el comportamiento de la luz, sus
características y sus manifestaciones.
El
estudio de la luz revela una serie de características y efectos al interactuar
con la materia, que permiten desarrollar algunas teorías sobre su naturaleza.
En el 55 A.C., Lucrecio, un poeta romano atomista, escribió:
"La luz y calor del sol; Estas están
compuestas de átomos diminutos que, cuando se metieron, no pierden ningún
tiempo en el tiroteo intermedio del aire en la dirección impartida por el
empujón. –" De rerum natura
Espectro electromagnético
El
espectro electromagnético está constituido por todos los posibles niveles de
energía que la luz puede tener. Hablar de energía es equivalente a hablar de
longitud de onda; así, el espectro electromagnético abarca también todas las
longitudes de onda que la luz pueda tener, desde miles de kilómetros hasta
femtómetros. Ese es el motivo de que la mayor parte de las representaciones
esquemáticas del espectro suelan tener escala logarítmica.
El
espectro electromagnético se divide en regiones espectrales, clasificadas según
los métodos necesarios para generar y detectar los diversos tipos de radiación.
Por eso estas regiones no tienen unos límites definidos y existen algunos
solapamientos entre ellas.
Espectro visible
De
todo el espectro, la porción que el ser humano es capaz de ver es muy pequeña
en comparación con las otras regiones espectrales. Esta región, denominada
espectro visible, comprende longitudes de onda desde los 380 nm hasta los 780
nm. El ojo humano percibe La luz de cada una de estas longitudes de onda como
un color diferente, por eso, en la descomposición de la luz blanca en todas sus
longitudes de onda, por prismas o por la lluvia en el arco iris, el ojo ve
todos los colores.
CONCEPTOS RELATIVOS A LA
LUZ Y COLOR
La
luz es una forma de energía radiante, y aunque su precisa naturaleza requiere
complejas teorías físicas, todos los fenómenos relativos a la óptica mineral
pueden ser correctamente explicados considerando exclusivamente su naturaleza
ondulatoria, así, en este programa se considerará que la luz se propaga como
consecuencia de una vibración de partículas.
En
la figura siguiente se muestra como a partir de un nivel de reposo se produce
una progresiva vibración de partículas que como consecuencia originan una onda
que se propaga en dirección perpendicular a la de vibración. Por tanto, el
resultado de la vibración de partículas adyacentes es una propagación de la
onda resultante.
Para
la explicación de las propiedades ópticas de los cristales es importante tener
siempre en cuenta que las direcciones de vibración y de propagación son
perpendiculares. Esto es estrictamente cierto para todos los medios isótropos,
pero en determinadas condiciones de los anisótropos, el ángulo puede ser
diferente de los 90 grados, sin embargo, se puede considerar que ambas son
siempre perpendiculares (aceptar esto simplicará en gran medida las
explicaciones sin que se afecten la esencia de los conceptos). Por otra parte,
es igualmente importante recordar que la propagación es un simple resultado de
la vibración y por tanto será esta la que condicione a aquella.
A
continuación se repasará muy brevemente algunos conceptos relativos a la luz.
Onda
Es
el movimiento sinusoidal causado por un grupo de partículas vibrando.
Rayo
Es
el camino rectilíneo seguido por la onda (camino recorrido por la luz)
Longitud de onda
Es
la distancia entre dos puntos en fase (siendo puntos en fase aquellos que
encuentran vibrando de la misma manera, a igual distancia del nivel de reposo y moviéndose en la misma dirección).
Las
ondas de diferente longitud de onda producen, cuando son recogidas por el ojo
humano, sensaciones fisiológicas correspondientes a los diferentes colores.
Estos
valores son, aproximadamente:
Violeta
= 410 milimicras
Azul
= 480 milimicras
Verde
= 530 milimicras
Amarillo
= 580 milimicras
Naranja
= 620 milimicras
Rojo
= 710 milimicras
Frecuencia
Es
el número de oscilaciones por segundo, siendo un oscilación la parte de onda
comprendida entre dos puntos en fase. La frecuencia regula la velocidad de
propagación.
Velocidad de propagación
Es
una característica del medio en que se propaga la luz y es medida por el índice
de refracción (n) que representa le razón entre la velocidad de la luz en el vacío (c) y la del medio considerado (v).
n=c/v
Por
esta razón, el "n" de los minerales es siempre mayor de 1 (varían entre 1,43 y 3,22; siendo los valores más normales alrededor de 1,6). El índice
de refracción del aire es considerado como 1.
De
lo anteriormente expuesto se desprende que la velocidad y el índice de
refracción son valores inversos (a alta velocidad le corresponderá un índice
pequeño y viceversa).
En
los medios anisótropos, como son la mayoría de los minerales, la velocidad (y
por tanto el índice de refracción) varían con la dirección de vibración de la
luz.
Luz natural y luz polarizada plana
La
luz natural, la procedente del sol, vibra en cualquier momento en todas las
direcciones del espacio (algo difícil de imaginar), posee pues infinitas
direcciones de vibración y su eje coincide con el rayo. Estas direcciones se
pueden representar vibrando dentro de un plano perpendicular a la dirección de
propagación.
La
luz polarizada vibra en una sola dirección para cada momento, pero la dirección
de vibración cambia con el tiempo. En la luz polarizada plana (frecuentemente,
por simplicidad, se le llama luz polarizada) la dirección de vibración es única
y constante con el tiempo
CUALIDADES DE LA LUZ
Las
cualidades de la luz son cuatro:
·
Intensidad:
alta, baja.
·
Dirección:
frontal, trasera, cenital, nadir.
·
Calidad:
dura, suave
·
Color:
cálida, fría.
Intensidad:
La
intensidad es la cantidad de luz que incide sobre un objeto y determina si
dicho objeto está más o menos iluminado.
Si
tenemos una intensidad más alta el o bueno estará más iluminado, pudiendo
llegar a quemarlo. Mientras que si la intensidad es baja estará más oscuro,
pudiendo quedar subexpuesto.
Normalmente
la intensidad viene dada por la fuente de luz, pero gracias a los ajustes de la
cámara (velocidad obturación, diagrama e ISO) podemos aumentar o disminuir la
intensidad de dicha luz.
En fotografía con flash, además, podremos aumentar o disminuí la potencia del
destello, modificando de esta manera también la intensidad de la luz.
Dirección:
La
dirección nos indica desde donde viene la luz. Pero ojo, esto no debe verse
desde el punto del sujeto, sino desde el punto donde está la cámara, pues para
hallar la dirección de la luz hay que ver como incide en el sujeto.
Luz frontal:
Proporciona
información visible de todas las superficies visibles del objeto. Es ideal para
resaltar el color, pero perdemos las sombras, lo que conlleva perdida de
textura y volumen.
Luz lateral:
A
diferencia de la luz frontal aporta volumen y resalta la textura. Gracias a
este tipo de iluminación podemos comprender que un objeto es tridimensional en
un medio bidimensiosnal. Es decir, podemos saber que u objeto es una esfera y
no un circulo.
Contraluz:
Destaca
la silueta y la forma global del objeto, pero se pierde información como unen
ser la textura y el color. Aunque hay que destacar que esto no siempre se
cumple, pue si el objeto es translucido puede que sí se resalten la textur y el
color. Así pues, dependerá de cada caso.
Luz cenital:
en esencia es una luz muy agradable, pues es
la que acostumbremos a ver en el día a día. El sol, las farolas, las bombillas
en una casa… Están en alto, por encima de nuestras cabezas. Este tipo de
iluminación se suele usar para dar naturalidad a lo que estamos fotografiando.
Luz contracenital o nadir:
Como
ya habrás averiguado esta luz es la opuesta a la anterior. Ej este caso
iluminaseis el sujeto desde abajo. Es muy difícil verla de forma natural, pues
requiere de reflejos de la luz para ello. Esta luz produce la inversión de las
sombras, que ahora irán hacia arriba y dotaran a los sujetos de un aire
fantasmal.
Calidad de la luz:
Dependiendo
de la calidad de la luz podremos saber si esta es dura o suave y percibir los
distintos matices de dureza o suavidad.
La
calidad, por tanto, afecta en cómo se van a ver las sombras y las luces y cómo
será la transición entre ellas. Gracias a esto podremos saber el tamaño (aparente)
de la fuente de luz.
Luz dura
Es
una la que está bien definida su procedencia, fácil de averiguar y produce
sombras duras en los objetos en que incide.
Luz suave
Es
una luz envolvente que desdibuja los contornos de las sombras, suavizando las
propias sombras, perdiendo textura y contraste. Es una luz que genera armonía.
Color de la luz:
Cuando
hablamos de color de la luz estamos más bien refiriéndonos a la temperatura de
dicha luz, ya que esta temperatura marcara la dominante de color.
Las
dominantes de color pueden englobarse en cálidas y frías.
El
asunto de la temperatura de color es algo muy importante para el fotógrafo, por
lo que conviene aprenderse bien la escala de temperaturas y también como usarla
en nuestras cámaras.
Los
más novatos harán uso de la temperatura de color (más conocido como balance de
blancos) para intentar que la luz que aparece en la fotografía sea lo más fiel
a la real.
Sin
embargo una vez das el siguiente paso en lo que a iluminación se refiere y
llegas a comprender bien el balance de blancos, puedes usarlo de manera manual
para crear fotos artísticas.
Según de dónde procede
Luz
natural: como su nombre indica es la luz que encontramos en la naturaleza. La
habitual suele ser la del astro rey, el sol, o la luna. Pero también podemos
encontrar luz natural en el fuego, la electricidad y algunos fenómenos
naturales tales como las auroras boreales o los arcos iris.
Luz
artificial: es toda aquella luz que no procede de fuentes naturales, sino de
fuentes creadas optar el hombre tales como bombillas o flashes.
SISTEMA VISUAL
En el Sistema Visual Humano
definimos fotorreceptores como aquella célula o mecanismo capaz
de captar la luz. Los
fotorreceptores se localizan en el interior del ojo y existen dos tipos diferentes: conos y bastones.
La
visión aporta el 80% de la información del medio ambiente, debe en parte a la
gran capacidad de procesamiento del cerebro humano.
Sentido
de la vista , sensible a energía en forma de ondas de luz procedentes del
entorno, se produce a través del
accionar de complejo conjunto de elementos anatómicos y sus fenómenos asociados
que conforman un sistema.
Sistema
visual O sistema de procesamiento de información, Propósito: transformar la
energía electromagnética del estímulo visual a energía nerviosa.
Proceso
llamado transducción.
Distribución de los fotorreceptores en el ojo
Los conos forman
un mosaico hexagonal regular en la fóvea, la mayor densidad de conos se
encuentra en la foveola descendiendo esta densidad según nos alejamos en la
retina periférica. Los bastones se encuentran por la fóvea siguiendo de una
manera más desorganizada el patrón de los conos. Existe
una zona donde no existe ningún fotorreceptor, es el punto ciego.
Pigmentos visuales
Los bastones contienen rodopsina, que es
una proteína que presenta una mayor sensibilidad a las longitudes de onda
cercanas a 500nm, es decir, a la luz verde azulada, por lo tanto es la
responsable de la visión escotópica (condiciones de baja luminosidad).
Cada cono
contiene uno de tres tipos de opsinas: La eritropsina que tiene mayor
sensibilidad para las longitudes de onda largas (luz roja), la cloropsina con
mayor sensibilidad para longitudes de onda medias(luz verde) y por último la
cianopsina con mayor sensibilidad para las longitudes de onda pequeñas (luz
azul), por ello los conos son los responsables de la percepción del color y dan
lugar a la visión tricromática.
Fototransducción
La
fototransducción es el proceso a través del cual la información captada por las
células fotorreceptoras se convierte en señal eléctrica y luego se manda al
cerebro.
Aunque la
estructura de los conos y los bastones es diferentes, el mecanismo de
transducción en ambos es muy similar.
Adaptación al brillo
El ojo humano
puede discriminar un rango total de niveles enorme (10^10 niveles) pero no a la
vez. Aquí es donde aparece el fenómeno de adaptación al brillo que dependiendo
del brillo subjetivo percibido el ojo puede discriminar unos niveles u otros.
Camino ojo- cerebro
La luz que
incide en la retina desencadena una serie de fenómenos químicos y eléctricos
que finalmente se traducen en impulsos nerviosos que son enviadas hacia el
cerebro por el nervio óptico.
El nervio óptico
transmite los impulsos eléctricos generados en la retina al cerebro, donde son
procesados en la corteza visual.
En el cerebro
tiene lugar el complicado proceso de la percepción visual: percibir la forma de
los objetos, identificar distancias y detectar los colores y el movimiento.
BIOFISICA
DE LA LUZ Y LA VISIÓN
La Luz
Se llama luz
(del latín lux, lucís) a la parte de la radiación electromagnética que puede
ser percibida por el ojo humano. En física, el término luz se usa en un sentido
más amplio e incluye todo el campo de la radiación conocido como espectro
electromagnético, mientras que la expresión luz visible señala específicamente
la radiación en el espectro visible.
La óptica es la
rama de la física que estudia el comportamiento de la luz, sus características
y sus manifestaciones.
El estudio de la luz revela una serie de
características y efectos al interactuar con la materia, que permiten
desarrollar algunas teorías sobre su naturaleza.
Imágenes que juegan con
tu Vista, tu cerebro y los colores:
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