Espectro electromagnetico.RANGO DE LONGITUDES DE ONDA DE LA LUZ VISIBLE

ESPECTRO ELECTROMAGNETICO

Empezamos diciendo que la luz, como la que emite el sol, es una forma de energía radiante. La mayor parte de la luz con la que interactuamos es algún tipo de luz blanca, la cual al pasar a través de un prisma causa que las diferentes longitudes de onda se dispersen en diferentes ángulos ocasionado haces de luz que varían dentro de todo el espectro visible de color.

Además de la luz visible existen otras formas de energía radiante, como los rayos ultravioleta y la radiación infrarroja.

LUZ VISIBLE

La luz visible es aquella a la que los ojos son sensibles, nuestros ojos perciben longitudes de onda que van desde aproximadamente 400nm (luz violeta) hasta alrededor de 750 nm (luz roja).Cada color especifico de la luz visible: rojo, naranja, amarillo, verde, azul, índigo y violeta, tiene una longitud de onda y frecuencia diferente. Cabe destacar que el rango de las longitudes de onda es el que normalmente se presenta pero es importante señalar que el interior del ojo está lleno con un fluido con un índice de refracción n  ̴1.4, de modo que las longitudes de onda donde en realidad alcanzan la retina son más pequeñas por este factor.

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Figura Nº1: Luz visible y otras formas de energía se irradian a través del espectro como ondas de diversas longitudes.

RANGO DE LONGITUDES DE ONDA DE LA LUZ VISIBLE

El rango de longitudes de onda que el ojo detecta se encuentra entre los 400 (violeta) y los 700 (rojo) nanómetros. Los colores que se ven en este intervalo van de los de longitud más larga a los de longitud más corta y son los siguientes: naranja, amarillo, verde, azul y añil (índigo). El ojo humano tiene un perfil gaussiano cuyo máximo nivel de sensibilidad se encuentra a 555 nanómetros en la luz verde-amarilla. Esta sensibilidad se reduce a 1 por ciento en longitudes de onda de entre 430 y 690 nanómetros en la parte violeta y roja respectivamente, del espectro total.

RANGO DE FRECUENCIA DE LA LUZ VISIBLE

El rango de frecuencias de la luz visible se puede calcular conociendo las longitudes de onda. La frecuencia se define como el número de eventos por unidad de tiempo; por lo que la frecuencia de la luz, es la cantidad de oscilaciones por segundo y se calcula en hertz. Usando la ecuación f=c/lamba, donde "c" es la velocidad de la luz (3 x 10^8 metros sobre segundo) y "lamba", la longitud de onda de la luz (dada en metros), es posible calcular el rango de frecuencias de la luz visible. Éste rango se extiende desde los 7,5 x 10^14 (violeta) a los 4,3 x 10^14 (rojo) hertz.

RANGO DE ENERGÌA DE LA LUZ VISIBLE

Las oscilaciones de la luz tienen un valor energético. La energía de la luz es directamente proporcional a su frecuencia de oscilación e inversamente proporcional a su longitud de onda. El rango o intervalo de energía de la luz visible puede ser calculado usando la ecuación E=hxf donde "h" es la constante de Planck (6,63 x 10^-34 m^2 x kg / s^2) y "f" la frecuencia de la luz en hertz. El rango de energía del espectro visible por lo tanto, varía de 4,97 x 10^-19 (violeta) a 2,84 x 10^-19 (rojo) joules.

DISPERSIÒN DE LA LUZ BLANCA

La luz visible parece ser de color blanco debido a que se conforma de casi todas las longitudes de onda del espectro visible. Es posible dispersar la luz (básicamente "separarla") en todas las longitudes de onda que la componen utilizando un prisma triangular. Como el índice de refracción de un determinado medio utilizado es una función de la longitud de onda, la luz que entra en el prisma se "dobla" en ángulos distintos que varían en función de la frecuencia de la luz. Por lo tanto, es posible visualizar todo el espectro visible una vez que la luz sale del prisma.

PROPIEDADES DE LA LUZ

• Reflexión.: Cuando los rayos de luz llegan a un cuerpo en el cual no pueden continuar propagándose, salen desviados en otra dirección, es decir, se reflejan.
• Refracción: Es el cambio de dirección que sufren los rayos luminosos al pasar de un medio a otro, donde su velocidad es distinta. Así si un haz de rayos luminosos incide sobre la superficie de un cuerpo transparente, parte de ellos se reflejan mientras que otra parte se refracta, es decir penetran en el cuerpo transparente experimentando un cambio en su dirección de movimiento.

• Absorción: Existen superficies y objetos que absorben la mayor parte de las radiaciones luminosas que les llegan. Estos objetos se ven de color negro. Otros tipos de superficies y objetos, absorben sólo una determinada gama de longitudes de onda, reflejando el resto. 

La luz tiene también otras propiedades, como la polarización, la interferencia, la difracción o el efecto fotoeléctrico, pero estas tres son las más importantes en luminotecnia.

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Figura N°3 Curva de eficiencia luminosa espectral

La imagen muestra la medida estándar de la respuesta del ojo a la luz monocromática de diversas longitudes de onda. Conviene mencionar que la eficiencia luminosa de la radiación electromagnética varía con la cantidad de radiación que incide en el ojo humano y que la curva anterior es la que corresponde al nivel de iluminación que da lugar a visión fotópica, que es en el que habitualmente desarrollamos nuestra actividad. Para niveles de iluminación menores se ha acordado otra curva de eficiencia luminosa, pero cuando se habla de cantidad de luz se utiliza exclusivamente la curva fotópica. También se conoce como curva de luminosidad, eficiencia luminosa espectral, función de visibilidad o factor de visibilidad. Para que se tenga una idea aproximada intuitiva, se dice que el nivel de iluminación produce visión fotópica cuando hay más luz que la presente al inicio del amanecer o final de un atardecer.

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