ESPECTRO VISIBLE El El espectro visible de luz es el espectro de radiación electromagnética que es visible para el ojo el ojo humano. Va humano. Va desde una longitud de onda de 400 nm hasta 700 nm. Además, también se conoce con otro nombre: el espectro óptico de la luz. Estas son entonces las ondas que componen lo que llamamos luz visible. visible. Cuando estamos viendo un objeto, es porque ese objeto está siendo iluminado por la luz visible. Por otra parte, cuando vemos que el cielo es de color azul, que el pasto es de color verde o que el cabello de alguien es de color negro, es porque en ese momento estamos recibiendo diferentes longitudes de onda en la banda de los 400 nm y los 700 nm.
Historia Dos de las primeras explicaciones del espectro visible vienen de Isaac Newton, que escribió su óptica y de Johann 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 (del latín, "apariencia" o "aparición") 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.1 2 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 esta 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. Los aparatos empleados para analizar los espectros son: espectroscopios, espectrógrafos y espectrofotómetros, según sean para observar visualmente el espectro, registrarlo fotográficamente o para medir la intensidad de sus diferentes partes.
Espectroscopia El estudio científico de objetos basados en el espectro de luz que emiten es llamado espectroscopia. Una aplicación particularmente importante de éste estudio es en la astronomía donde los espectroscopios son esenciales para analizar propiedades de objetos distantes. La espectroscopia astronómica utiliza difracción de alta dispersión para observar espectros a muy altas resoluciones espectrales.
Colores del espectro La longitud de onda (la cual está relacionada a la frecuencia y la energía) de la luz es la que determina el color que percibimos. El rango de estos diferentes colores es bastante amplio y extenso, habiendo numerosos colores entre los que no es posible distinguir. Algunos estudiosos y científicos no están de acuerdo entre sí sobre los diferentes rangos de las longitudes de onda, por lo que es difícil calcular con precisión en dónde comienza y en dónde acaba cada color. Esto se debe a que los límites de los colores se aproximan a medida que los mismos se van mezclando unos con los otros. En otras palabras, es decir que en las últimas longitudes en las que termina un color ya se está formando el siguiente. Los límites del espectro de luz visible terminan en la luz ultravioleta y en los infrarrojos.
Los colores del arco iris en el espectro visible incluye todos esos colores que pueden ser producidos por la luz visible de una sola longitud de onda (violeta, azul, verde, amarillo, naranja y rojo), los colores del espectro puro o monocromáticos. El espectro visible no agota los colores que el hombre es capaz de distinguir. Colores sin saturar como el rosa, o variaciones del púrpura como el magenta no pueden reproducirse con una sola longitud de onda.
DISPERSIÓN DE LA LUZ
La dispersión es el fenómeno de separación de las ondas de distinta frecuencia al atravesar un material. Todos los medios materiales son más o menos dispersivos, y la dispersión afecta a todas las ondas. Cuando la luz blanca, compuesta por ondas de todas las frecuencias dentro de la gama visible, pasa a través de un bloque de vidrio, los diferentes colores son refractados o desviados en distinta medida. Si los lados del bloque no son paralelos, los diferentes colores de la luz se propagan con ángulos distintos, produciendo un espectro. Así, la luz del Sol genera a menudo espectros al atravesar un vidrio tallado. También las gotas suspendidas en el aire pueden dispersar la luz solar, produciendo el arco iris.
La dispersión se debe a que la velocidad de una onda depende de su frecuencia. Por ejemplo, las ondas luminosas de diferente longitud de onda tienen velocidades de propagación distintas en el vidrio, por lo que son refractadas en diferente medida. El resultado de la dispersión es un espectro, y su estudio es la base de la espectroscopia, una de las disciplinas que más ha contribuido al conocimiento actual del universo.
Espectro Visible
Longitud de onda y el color que vemos
En la ilustración, las barras estrechas inferiores de rojo, azul y verde muestran las mezclas relativas de estos tres colores usados para producir el color que se enseña arriba.
LENTES DELGADAS Sin duda, el más importante dispositivo óptico simple es la lente delgada. El desarrollo de los dispositivos ópticos con base en lentes data de los siglos XVI y XVII, aunque el registro más antiguo del uso de anteojos data de finales del siglo XIII. En la actualidad se encuentran lentes en anteojos, cámaras, lupas, telescopios, binoculares, microscopios e instrumentos médicos. Una lente delgada generalmente es circular y sus dos caras son porciones de una esfera. La forma más sencilla de entender cómo funcionan las lentes consiste en considerar la refracción de la luz mediante prismas. Cuando la ley de Snell se aplica a cada superficie de un prisma, la luz se desvía hacia la normal cuando entra a un prisma y se aleja de ella cuando sale del prisma. El efecto, en cualquier caso, es provocar que el haz de luz se desvíe hacia la base del prisma. Los rayos de luz permanecen paralelos debido a que tanto la superficie de entrada como la de salida son planas y forman ángulos iguales con todos los rayos que pasan por el prisma. Por lo tanto, un prisma simplemente altera la dirección de un frente de onda. La construcción de imágenes es muy sencilla si se utilizan los rayos principales: - Rayo paralelo: Rayo paralelo al eje óptico que parte de la parte superior del objeto. Después de refractarse pasa por el foco imagen. - Rayo focal: Rayo que parte de la parte superior del objeto y pasa por el foco objeto, con lo cual se refracta de manera que sale paralelo. Después de refractarse pasa por el foco imagen.
- Rayo radial: Rayo que parte de la parte superior del objeto y está dirigido hacia el centro de curvatura del dioptrio. Este rayo no se refracta y continúa en la misma dirección. Las lentes, según la forma que adopten pueden ser convergentes o divergentes.
Lentes convergentes Suponga que colocamos dos prismas base con base. La luz incidente que viene de la izquierda va a converger, pero no se reunirá en un foco. Para enfocar los rayos de luz en un punto, los rayos extremos deben ser desviados más que los rayos centrales. Esto se consigue tallando las superficies de modo que tengan una sección transversal uniformemente curvada. Una lente que conduzca un haz de luz paralelo a un foco puntual en la forma mencionada se llama lente convergente. Un ejemplo de lente convergente o convexa es el ojo humano, el cual tiene la capacidad de poder cambiar de forma según quiera enfocar objetos que estén a una u otra distancia.
Lentes Divergentes Un segundo tipo de lente se puede construir fabricando los bordes más gruesos que la parte media. Los rayos de luz paralelos que pasan a través de ese tipo de lentes se desvían hacia la parte gruesa, provocando que el haz se vuelva divergente. La proyección de los rayos de luz refractados muestra que la luz parece provenir de un punto focal virtual ubicado frente a la lente. Un ejemplo de este tipo de lente es el que se utiliza en las gafas que utilizan los miopes, es decir, las personas que tienen problemas para percibir los objetos que
se encuentra más alejados. Estas lentes forman la imagen del objeto de forma nítida en la retina y no delante de ella.
La diferencia entre En los lentes convergentes depende del valor de los radios de las caras. Los lentes divergentes se representan a través de una línea recta que acaba en ambos lados por puntos de flecha invertidas.
