Absorción y reflexión de los colores de la luz blanca

Colores de luz blanca

Imagina que estás caminando por un bosque en un hermoso día soleado. Puedes ver el verde vivo de las hojas, el marrón oscuro de la corteza de los árboles y racimos de flores de colores que florecen por todas partes. Puedes ver estos colores debido a cómo la luz interactúa con la materia.

Los colores son longitudes de onda específicas de luz que se reflejan en objetos o materia que los humanos pueden ver. En nuestro bosque, los objetos son impactados por la luz blanca del sol, que contiene todos los colores del arco iris. Si sostienes un prisma hacia el sol, la luz se dividirá en lo que se llama espectro de luz visible. Estos son los colores que podemos ver; rojo, naranja, amarillo, verde, azul y morado o violeta. Estos colores también se denominan colores monocromáticos o colores espectrales. La luz del sol también incluye longitudes de onda de luz que no podemos ver, incluidos los rayos X, la luz ultravioleta, la luz infrarroja, las microondas y las ondas de radio cortas y largas. El espectro completo de luz que emite el sol se llama espectro electromagnético. Para esta lección, centrémonos en el espectro de luz visible y en cómo estos colores de luz interactúan con la materia.

¿Es el blanco un color?

Observe que en nuestro espectro de luz visible no vemos blanco. Entonces, ¿el blanco es un color? Realmente depende de tu definición. Si tu definición es que el color es una longitud de onda de luz, entonces no, el blanco no es un color. Esto se debe a que cuando percibimos un objeto como blanco, vemos todos los colores del espectro de luz visible rebotando en el objeto y golpeando nuestro ojo, que nuestro cerebro denomina “blanco”. Cuando la luz rebota en los objetos, la luz se refleja. Lo contrario ocurre con los objetos que parecen negros; Vemos el objeto negro porque el objeto absorbe todos los colores del espectro de luz. Por lo tanto, nada se refleja hacia nosotros para que lo veamos. Tenga en cuenta que tampoco vemos el rosa como un color en el espectro de luz visible. Esto se debe a que el rosa también es una mezcla de colores. Vemos rosa cuando se reflejan tanto la luz roja como la violeta.

Absorción y reflexión del color

Cuando vemos color, vemos la longitud de onda de la luz reflejada o no absorbida por el objeto. ¿Como sucedió esto? Para responder a esto, necesitamos saber un poco más sobre cómo interactúa la luz con la materia.

La luz actúa como partícula y como onda y se mide de dos maneras importantes. La longitud de onda de la luz se refiere a la distancia entre dos ondas consecutivas en secuencia, medida en nanómetros (nm). La frecuencia de la luz mide la intensidad vibratoria y la velocidad de la onda (es decir, cuántas ondas hay en un período de tiempo determinado), medida en hercios (Hz). Estas dos formas de medir la luz son inversamente proporcionales, es decir, cuando la longitud de onda de la luz es mayor, la frecuencia será menor y viceversa.

Cuando la luz incide en la materia, será absorbida o reflejada, o alguna combinación de ambas. Cuando un objeto absorbe luz, los átomos que componen ese objeto absorben la energía de la luz que incide sobre el objeto. Cuando un objeto refleja la luz, los átomos que lo componen no pueden absorber la energía de la luz que incide sobre el objeto. Los átomos del objeto solo absorberán la energía luminosa si la frecuencia de la luz es la cantidad exacta de energía que el átomo necesita para pasar de un estado conectado a un estado excitado, lo que significa que los electrones del átomo van de un nivel inferior a uno superior. nivel. Si la cantidad de energía que recibe el átomo es demasiado grande o demasiado pequeña, la energía luminosa se reflejará y, por tanto, la veremos como color.

En nuestro paseo por el bosque, vemos una rosa roja. La rosa aparece roja a nuestros ojos porque está absorbiendo la luz naranja, amarilla, verde, azul y violeta proveniente del sol. Esto significa que la energía necesaria para que los átomos de los pétalos de rosa se exciten es exactamente la cantidad de energía transmitida por la luz naranja, amarilla, verde, azul y violeta que incide sobre la rosa. La luz roja sobrante no tiene suficiente energía para ser absorbida por los pétalos de rosa y, por lo tanto, se refleja en la rosa, haciéndola parecer roja.

La rosa es un objeto que no deja pasar la luz, pero hay muchos objetos que sí lo hacen. Los objetos que no dejan pasar la luz son opacos, y los objetos que sí lo hacen son transparentes o translúcidos, dependiendo de cuánta luz sea capaz de atravesarlos. El aire, el agua y el vidrio transparente dejan pasar una gran cantidad de luz y, por tanto, son transparentes. El vidrio esmerilado o el agua turbia son translúcidos porque sólo dejan pasar algo de luz a través de ellos. Cuando la luz atraviesa un objeto, se dobla o se refracta, según el material. Esto ocurre cuando la velocidad o frecuencia de la longitud de onda de la luz cambia debido al material por el que pasa. Puedes ver un ejemplo de esto metiendo un lápiz la mitad dentro y la mitad fuera de un vaso de agua. La parte del lápiz que está sobre el agua parece normal, pero la parte que está dentro del agua hace que el lápiz parezca torcido. Esto se debe a que la transmisión de ondas de luz a través del agua se dobla de modo que la luz reflejada que vemos se deforma.

¿Qué determina el color de la luz?

Como se mencionó anteriormente, la estructura molecular de un objeto determina qué longitud de onda de luz se refleja en nuestro ojo y se percibe como color. La estructura molecular específica que determina qué longitudes de onda de luz se absorben y cuáles se reflejan y, por tanto, determinan el color del objeto, se llama pigmentos. Volvamos a nuestro paseo por el bosque. Vemos las hojas de los árboles verdes porque tienen un pigmento llamado clorofila que absorbe todas las longitudes de onda de la luz visible, excepto la verde. Dado que la molécula de clorofila no absorbe la luz verde, se refleja de regreso a nuestros ojos, que nuestra mente percibe como el color “verde”. Avancemos hasta el otoño, cuando las hojas empiezan a cambiar de color. La molécula de clorofila en las hojas se descompone y ya no absorbe los rojos, naranjas y amarillos de la luz blanca del sol. Por lo tanto, esos colores más cálidos se reflejan, creando los hermosos colores que vemos durante el otoño.

¿Cómo se consigue el color blanco?

Supongamos que lleva su cuaderno de bocetos durante su caminata. Te cruzas con un campo de flores blancas que quieres dibujar, ¡pero olvidaste tu pintura blanca! ¿Puedes mezclar todos los demás colores de tu paleta para obtener el blanco? Si el color blanco está formado por todos los colores del espectro de luz visible; Entonces, teóricamente, si mezclas todos los colores de tu paleta, obtendrías blanco, ¿verdad? Para quienes han hecho esto, sabemos que la respuesta es no; ¡Lo más probable es que termines con un desastre de color marrón grisáceo! La razón de esto es que la pintura que estás usando está hecha de materia, no de luz. La pintura roja contiene moléculas de pigmento, por lo tanto, cuando incide la luz blanca, refleja el rojo y absorbe todos los demás colores, lo que hace que parezca rojo a nuestros ojos. Cuando mezclas todos los colores de pintura, estás mezclando pigmentos, no luz.

¿Qué color refleja más luz?

Cuando llegas a casa y empiezas a pintar tu viaje al bosque, te preguntas qué color refleja más luz. Mientras pintas tus flores blancas, ¡parecen brillar! Esto se debe a que las cosas que parecen blancas tienen pigmentos que no absorben la luz, por lo que reflejan toda la luz de regreso a nuestros ojos. Recuerde, cuando vemos un objeto blanco, estamos viendo la combinación de todos los colores de luz visible reflejados en el objeto blanco. Para que eso suceda, el objeto, al estar hecho de materia, tiene que tener pigmentos que reflejen toda la luz. Por tanto, el blanco es el “color” que más refleja, porque tiene pigmentos que reflejan toda la luz.

Resumen de la lección

En esta lección aprendimos que el color son longitudes de onda específicas de luz que se reflejan en objetos o materia que los humanos pueden ver. La luz del sol es luz blanca, lo que significa que contiene todos los colores del espectro de luz visible; rojo, naranja, amarillo, verde, azul y violeta. Los objetos que parecen de un determinado color tienen pigmentos, que son estructuras moleculares específicas, que reflejan un color específico mientras absorben todos los colores de luz que no vemos. Los objetos que parecen blancos reflejan todos los colores de la luz, mientras que los objetos que parecen negros absorben todos los colores de la luz.