La luz visible es la base de la óptica y de los instrumentos ópticos y la ventana más antigua para observar el Universo.

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Fundamentos de iluminación fotometría

Reporte N°1 el espectro de luz visible

Contenido general

1. ¿Qué vemos y como vemos? El espectro de luz y campo visual humano.
2. Introducción de parámetros que describen la luz y sus espectros

Actividades de aprendizaje

• El espectro electromagnético y el espectro de luz visible
• El sistema visual humano
• Formas científicas de describir la luz
• Relación entre flujo luminoso, iluminación, intensidad luminosa y reflectancia.

Introducción  

La luz visible es la base de la óptica y de los instrumentos ópticos y la ventana más antigua para observar el Universo.

La mayor parte de la radiación electromagnética que llega a la Tierra procede del Sol. El Sol emite energía en forma de radiaciones electromagnéticas y la que llega a la Tierra está formada por rayos ultravioletas, luz visible y radiación infrarroja, entre 200 y 4000 nm de longitud de onda.

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El espectro electromagnético y el espectro de luz visible

[pic 7]El Espectro electromagnético Representa al conjunto o rango de longitudes de onda de todas las radiaciones electromagnéticas y es medida en nanómetros. Cuando la luz es separada en sus diversas longitudes de onda componentes es llamada espectro visible. La luz es la porción de este espectro que estimula la retina del ojo humano permitiendo la percepción de los colores. Fue Newton el primero en descubrir la descomposición de la luz blanca en el conjunto de colores que forma el arco iris. Al hacer pasar un haz de luz blanca a través de un prisma. De 380 a 780 nm es el rango de luz visible

El sistema visual humano

Mecanismo de la visión humana La visión es un fenómeno complicado que se produce en la corteza cerebral, donde se interpretan las imágenes que llegan desde el ojo, o receptor de la información. Es decir, los estímulos luminosos recogidos por el ojo van al cerebro donde se transforman en sensaciones visuales. El ojo ve y el cerebro interpreta lo visto.

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La visión se realiza en cuatro fases: Percepción: Primer fase donde se puede comparar el ojo con una cámara fotográfica: la luz entra en el ojo atravesando órganos transparentes (córnea, humor acuoso, cristalino y humor vítreo) donde se busca, sigue y enfoca la imagen.

Transformación: Segunda fase donde la energía luminosa llega a la retina activando las células sensoriales (conos y bastones) transformando la luz en energía nerviosa o impulsos eléctricos.

Transmisión: Tercer fase donde los impulsos eléctricos inician su camino a través del nervio óptico hasta la corteza cerebral.

 Interpretación: Cuarta fase en donde la corteza cerebral interpreta los impulsos, se reconocen y se procesan para saber lo que vemos.

Formas científicas de describir la luz

Existen dos principales modelos sobre como describir el funcionamiento de la luz en la física y las dos se caracterizan por un concepto que consiste en ver la luz conformada por partículas mientras que la otra observa la opción de ver la luz conformada por ondas. El modelo que contempla la opción de partículas es mejor también conocida como el modelo corpuscular de newton, mientras que el modelo que contempla las ondas es conocido mayormente como modelo ondulatorio de Huygens.

modelo corpuscular de newton

Isaac Newton (1642-1727) se interesó vivamente en los fenómenos asociados a la luz y los colores. A mediados del siglo XVII, propuso una teoría o modelo acerca de lo que es la luz, cuya aceptación se extendería durante un largo periodo de tiempo. Afirmaba que el comportamiento de la luz en la reflexión y en la refracción podría explicarse con sencillez suponiendo que aquélla consistía en una corriente de partículas que emergen, no del ojo, sino de la fuente luminosa y se dirigen al objeto a gran velocidad describiendo trayectorias rectilíneas. Empleando sus propias palabras, la luz podría considerarse como «multitudes de inimaginables pequeños y velocísimos corpúsculos de varios tamaños».

Al igual que cualquier modelo científico, el propuesto por Newton debería resistir la prueba de los hechos experimentales entonces conocidos, de modo que éstos pudieran ser interpretados de acuerdo con el modelo. Así, explicó la reflexión luminosa asimilándola a los fenómenos de rebote que se producen cuando partículas elásticas chocan contra una pared rígida. En efecto, las leyes de la reflexión luminosa resultaban ser las mismas que las de este tipo de colisiones.

Con el auxilio de algunas suposiciones un tanto artificiales, consiguió explicar también los fenómenos de la refracción, afirmando que cerca de la superficie de separación de dos medios transparentes distintos, los corpúsculos luminosos sufren unas fuerzas atractivas de corto alcance que provocan un cambio en la dirección de su propagación y en su velocidad. Aunque con mayores dificultades que las habidas para explicar la reflexión, logró deducir las leyes de la refracción utilizando el modelo corpuscular.

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