Es difícil imaginar un mundo sin colores simplemente porque están a nuestro alrededor. Sin embargo, ¿alguna vez te has preguntado de dónde vienen los colores? Para responder a esta pregunta, primero debemos comprender cómo funciona la percepción humana del color y cómo interactúa físicamente la materia con la luz.
que da color
Imagen: Navegador de Alimentos
La luz blanca es una mezcla de todos los colores, incluidos los que el ojo humano no puede ver. Cuando decimos que algo tiene color, lo que en realidad queremos decir es que la luz de un rango particular de longitudes de onda se refleja con más fuerza que la luz de otras longitudes de onda. La forma en que la materia se comporta en presencia de la luz, y en consecuencia nos parece coloreada a los humanos, depende de un par de factores importantes. En primer lugar, todo está formado por electrones y átomos, pero cada sustancia tiene un número diferente de átomos y una configuración electrónica diferente. De esta manera, cuando la luz incide sobre la materia, ocurre uno o más de los siguientes fenómenos:
- reflexión y dispersión. La mayoría de los objetos reflejan la luz, pero algunos son más reflectantes que otros, como los metales. Esto está directamente relacionado con la cantidad de electrones libres que pueden pasar de un átomo a otro con facilidad. En lugar de absorber la energía de la luz, los electrones libres vibran y la energía de la luz sale del material a la misma frecuencia que la luz original que entra.
- absorción Cuando no hay reflexión (el objeto es opaco), entonces la frecuencia de la fuente de luz entrante es la misma o muy cercana a la frecuencia de vibración de los electrones en el material dado. Los electrones absorben así la mayor parte de la energía entrante, con poca o ninguna reflexión.
- transmisión . Si la energía de la luz entrante es mucho menor o mucho mayor que la requerida para que los electrones que componen un objeto vibren, entonces la fuente de luz atravesará el material sin cambios. De esta manera la materia se verá transparente al ojo humano, como en el caso del vidrio.
- refracción Si la energía de la luz entrante es la misma que la frecuencia de vibración de los electrones en el material, la luz puede penetrar profundamente en el material y provocar pequeñas vibraciones en los electrones. Luego, las vibraciones se transmiten de átomo a átomo, cada uno vibrando a la misma frecuencia que la fuente de luz entrante. Esto hace que la luz del interior del material parezca doblada. Ejemplo: una pajita en un vaso de agua.
Luz y materia
Imagen a través de Pantone.com
El ojo y el cerebro humanos traducen la luz en color. Los receptores de luz dentro del ojo transmiten mensajes al cerebro, produciendo la familiar sensación de color. La retina está cubierta por millones de células sensibles a la luz, algunas con forma de bastones y otras de conos, y son estos receptores los que procesan la luz y luego envían esta información a la corteza visual. Los bastones se concentran principalmente alrededor del borde de la retina y transmiten principalmente información en blanco y negro. Los conos transmiten los niveles más altos de intensidad de luz que crean la sensación de color y nitidez visual. Estas células, trabajando en combinación con las células nerviosas de conexión, le dan al cerebro suficiente información para interpretar y nombrar los colores.
Piense en los átomos como ladrillos en una pared (compuesto químico). Imagina lanzar una pelota a la pared. Si la pared es lisa o tiene esquinas afiladas, la pelota puede saltar hacia atrás en diferentes direcciones. Sin embargo, si la pared está llena de agujeros, la pelota puede atravesar la pared o quedar atrapada en una de las esquinas complicadas, respectivamente. Lo mismo con cada superficie cuando la luz lo golpea. La superficie puede reflejar la luz hacia atrás; puede absorber la luz o simplemente dejarla pasar (cosas transparentes).
Sin embargo, esta analogía está lejos de ser perfecta porque la luz no es como una pelota. Por ejemplo, la luz que vemos, llamada luz visible, es solo una fracción del rango completo de frecuencias. Una molécula puede absorber fotones de cualquier parte de todo el espectro electromagnético, desde ondas de radio hasta rayos X, pero será colorida solo si hay una diferencia en la fuerza con la que absorbe una longitud de onda visible sobre otra. Resulta que esto es bastante poco común ya que la mayoría de las moléculas absorben luz por encima del espectro visible, en el rango ultravioleta. Entonces, debido a que los electrones en la mayoría de las moléculas están unidos muy estrechamente, ¡la mayoría de los compuestos son blancos!
Fórmula química o el tinte orgánico índigo. Imagen: ABC.net.au
Algunas sustancias tienen electrones en el rango correcto de fuerza de unión, lo que las hace adecuadas para usar como colorantes. Uno de los primeros tintes naturales es el índigo, comúnmente utilizado para teñir jeans. Deriva su color de un conjunto de tres enlaces dobles en su centro (O=C, C=C, C=O). El problema con el índigo y otros tintes orgánicos es que se desvanece con el tiempo porque absorbe energía, en lugar de reflejarla. Con el tiempo, los lazos se rompen como resultado del daño. Sin embargo, los tintes inorgánicos como el óxido de hierro puro o el óxido (ocre) son resistentes a la luz y pueden durar miles de años. ¡Es por eso que las pinturas rupestres todavía son visibles hoy!
El licopeno es un pigmento carotenoide rojo brillante, un fitoquímico que se encuentra no solo en los tomates sino también en otras frutas rojas.
El licopeno absorbe la mayor parte del espectro de luz visible y refleja principalmente el rojo hacia el espectador, por lo que un tomate maduro aparece rojo. Imagen: Terapia de color Curación
Como conclusión, las cosas no tienen color por sí mismas, solo cuando la luz (energía) las golpea, podemos ver los colores. Esta es precisamente la razón por la que su entorno se ve grisáceo o totalmente negro cuando está en la oscuridad. Además, recuerda que nuestros ojos solo pueden ver una gama limitada de colores. Pero los perros, gatos, ratones, ratas y conejos tienen una visión cromática muy pobre. De hecho, ven principalmente grises y algunos azules y amarillos, mientras que las abejas y las mariposas pueden ver colores que nosotros no podemos ver. Su rango de visión del color se extiende hasta el ultravioleta y, de hecho, no podrían haber sobrevivido de otra manera. La evolución llevó a las abejas a adaptar la visión ultravioleta porque las flores dejan patrones ultravioleta dispersos, lo que permite a los insectos identificar fácilmente los objetivos y polinizar. Pero mientras que los humanos no pueden ver los colores más allá de nuestro espectro visible, las máquinas que construimos sí pueden. Para eso están los espectrómetros.
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