Optica: color
La visión de los colores es quizás, el más valioso regalo de la naturaleza. En su mayor parte es un fenómeno fisiológico, su origen se considera por algunos, adjunto al campo de la Física. El color no es una propiedad intrínseca de los objetos. La materia es totalmente incorpórea. El color no existe y lo que hace que un objeto sea percibido con un determinado color, responde por una parte, a las propiedades de la luz incidentes en el objeto. Sin embargo, nuestra vida está rodeada de colores, aunque en realidad las percepciones del color son simplemente la captación y procesamiento del ojo y cerebro de un determinado haz de luz.
LA LUZ
Científicamente se define como la radiación que emiten algunos cuerpos, por incandescencia o luminiscencia. La naturaleza de la luz se ha explicado mediante gran cantidad de teorías, entre las que destacan la corpuscular y la ondulatoria.
A principios del S.XIX, la luz fue considerada como una corriente de partículas (corpúsculos), emitidos por una fuente luminosa la cual estimula el órgano de la vista. Esta teoría fue desarrollada por Isaac Newton y mejorada posteriormente con el modelo cuántico de Max Planck, en el cual los corpúsculos representan cantidades discretas de energía denominadas fotones.
Por otra parte, en el S.XVII varios científicos como Christiaan Huygens, Francesco Grimaldi o Thomas Young, evidenciaron mediante diversos experimentos que la luz era una especie de movimiento ondulatorio con frecuencia, longitud de onda y velocidad de propagación, determinada: teoría ondulatoria de la luz.
En 1873, James C. Maxwell demostró que la luz era una forma de ondas electromagnéticas de alta frecuencia y predijo que las ondas debían tener una velocidad de aproximadamente $300 000$ km/s. En 1887, Heinrich Hertz confirmó experimentalmente la teoría de Maxwell, al generar y detectar por primera vez las ondas electromagnéticas. Posteriormente, él y otros investigadores comprobaron que las ondas electromagnéticas mostraban todos lo fenómenos característicos de la luz.
LA LUZ COMO ONDA ELECTROMAGNÉTICA
Las radiaciones electromagnéticas se propagan en forma de dos ondas vectoriales mutuamente acopladas y perpendiculares entre si; una onda para el campo eléctrico E y otra para el campo magnético B, tal como se observa en la figura 1.
Según la teoría ondulatoria, la luz se propaga en forma de ondas que viajan en el espacio libre con una velocidad constante $c=3$x$10^8$ m/s. En esta teoría se considera fuente de luz a toda radiación electromagnética cuya longitud varia de $380$nm y $780$nm, o cuya frecuencia oscila entre los $3.2$x$10^{14}$ Hz y $7.7$x$10^{14}$ Hz.
El ojo humano es sensible a las radiaciones electromagnéticas cuya longitud de onda esta comprendida entre los $380$nm y $780$nm aproximadamente. La radiación infrarroja está presente junto a la luz roja, mientras que la radiación ultravioleta se puede observar junto al color violeta. Estas radiaciones son visibles para el ser humano. El espectro visible contiene numerosos colores que son distinguidos por la longitud de onda. El ser humano puede llegar a distinguir hasta aproximadamente $10 000$ colores. La combinación de todas las radiaciones de la luz produce luz blanca, como la procedente de la luz. Cada onda luminosa monocromática lleva asociada una energía, el fotón, cuyo valor es igual al producto:
\begin{equation} Q=hf \end{equation}
donde $h$ es la constante de Planck, igual a $6.26$x$10^{-24}$ J/s y $f$ es la frecuencia de la onda.
LA ÓPTICA DEL COLOR
Es importante comprender como una onda electromagnética (luz) se convierte en un impulso eléctrico. La luz viaja por el espacio en forma de ondas. Estas ondas están compuestas por pequeñas unidades de energía denominadas cuantos. Al entrar un cuanto en el glóbulo ocular, éste atraviesa la córnea y pasa a través de los lentes, llegando a una sustancia gelatinosa llamada humor vítreo, lo atraviesa hasta hasta llegar a la retina que esta en el fondo del glóbulo ocular. En la retina, el cuanto alcanza a un receptor visual, que es estimulado. Los receptores visuales son unas células con dos polos que se encargan de traducir la luz blanca en señal eléctrica para enviarla al cerebro por medio del nervio óptico. Estas células suman 120 millones de bastoncillos que traducen la luz y 6 millones de conos que traducen los colores. Los conos y los bastoncillos tiene un polo en contacto con la retina. Cuando llega la luz, la parte exterior de los conos y de los bastones se llena de una sustancia que llega al otro polo transformando la información en una descarga eléctrica. En la retina existen tres tipos de conos conocidos como L [Long(Largos)], M [Middle(Medias)] y S [Short(Cortos)] longitudes de onda.
