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Propiedades de la luz.

El espectro electromagnético.

 La luz, que llega a nuestros ojos y nos permite ver, es un pequeño conjunto de radiaciones  electromagnéticas de longitudes de onda comprendidas entre los 380 nm y los 770 nm.

La luz forma parte del espectro electromagnético que comprende tipos de ondas tan dispares como los rayos cósmicos, los rayos gamma, los ultravioletas, los infrarrojos y las ondas de radio o televisión entre otros. Cada uno de estos tipos de onda comprende un intervalo definido por una magnitud característica que puede ser la longitud de onda (λ) o la frecuencia (f). Recordemos que la relación entre ambas es:

donde c es la velocidad de la luz en el vacío (c = 3·10⁸  m/s).

El estudio de la luz revela una serie de características y efectos al interactuar con la materia, que permiten desarrollar algunas teorías sobre su naturaleza.

Propiedades de la luz

Cuando la luz encuentra un obstáculo en su camino, choca contra la superficie de este produciéndose distintos fenómenos dependiendo de la naturaleza del material. Una parte de los rayos puede reflejarse, o  puede ser absorbida. Estos dos fenómenos están muy ligados a la formación de los colores, ya que el color con que el ojo percibe un objeto depende del tipo de luz que le enviamos y de los colores que este sea capaz de reflejar o absorber. 

Otra parte de los rayos pueden atravesar el material, produciéndose los fenómenos de refracción y transmisión. Por ejemplo, en un cuerpo opaco la luz es reflejada completamente, pero en un cristal o una lamina de agua, una parte de los rayos serán reflejados y absorbidos, y otra parte atravesara su superficie produciéndose la refracción y la transmisión.

La luz tiene además  otras propiedades, como la polarización, la interferencia, la difracción o el efecto fotoeléctrico, pero en luminotecnia estas cuatro propiedades, reflexión, refracción, transmisión y absorción, son las más importantes.

Para cada una se define un coeficiente que nos da el porcentaje correspondiente en tanto por uno. Son el factor de reflexión (ρ), el de transmisión (φ) y el de absorción (α) que cumplen:

La reflexión es un fenómeno que se produce cuando la luz choca contra la superficie de separación de dos medios diferentes (ya sean gases como la atmósfera, líquidos como el agua o sólidos) y está regida por la ley de la reflexión. La dirección en que sale reflejada la luz viene determinada por el tipo de superficie.  La ley de Snell relaciona el cambio de ángulo con el cambio de velocidad por medio de los índices de refracción de los medios.

Si es una superficie brillante o pulida se produce la reflexión regular en que toda la luz sale en una única dirección. 

Si la superficie es mate y la luz sale desperdigada en todas direcciones se llama reflexión difusa. 

Y, por último, está el caso intermedio, reflexión mixta, en que predomina una dirección sobre las demás. Esto se da en superficies metálicas sin pulir, barnices, papel brillante, etc.

La absorción es un proceso muy ligado al color. Cuando la luz blanca choca con un objeto una parte de los colores que la componen son absorbidos por la superficie y el resto son reflejados. Las componentes reflejadas son las que determinan el color que percibimos. Si refleja todas es blanco y si absorbe todas es negro

Un objeto es rojo porque refleja la luz roja y absorbe las demás componentes de la luz blanca. Si iluminamos el mismo objeto con luz azul lo veremos negro porque el cuerpo absorbe esta componente y no refleja ninguna. Queda claro, entonces, que el color con que percibimos un objeto depende del tipo de luz que le enviamos y de los colores que este sea capaz de reflejar.

La refracción se produce cuando un rayo de luz es desviado de su trayectoria al atravesar una superficie de separación entre medios diferentes según la ley de la refracción. Esto se debe a que la velocidad de propagación de la luz en cada uno de ellos es diferente.

La transmisión se puede considerar una doble refracción. Si pensamos en un cristal; la luz sufre una primera refracción al pasar del aire al vidrio, sigue su camino y vuelve a refractarse al pasar de nuevo al aire. Si después de este proceso el rayo de luz no es desviado de su trayectoria se dice que la transmisión es regular como pasa en los vidrios transparentes. Si se difunde en todas direcciones tenemos la transmisión difusa que es lo que pasa en los vidrios translúcidos. Y si predomina una dirección sobre las demás tenemos la mixta como ocurre en los vidrios orgánicos o en los cristales de superficie labrada.

El color como fenómeno sensorial

El ojo humano no es igual de sensible a todas las longitudes de onda que forman la luz diurna. De hecho, tiene su máximo para un valor de 555 nm que corresponde a un tono amarillo verdoso. A medida que nos alejamos del máximo hacia los extremos del espectro (rojo y violeta) esta va disminuyendo. Es por ello que las señales de peligro y advertencia, la iluminación de emergencia o las luces antiniebla son de color amarillo.

El color como otras sensaciones que percibimos a través de los sentidos está sometida a criterios de análisis subjetivos. Depende de las preferencias personales, su relación con otros colores y formas dentro del campo visual (el contraste, la extensión que ocupa, la iluminación recibida, la armonía con el ambiente...), el estado de ánimo y de salud, etc.

Tradicionalmente distinguimos entre colores fríos y cálidos. Los primeros son los violetas, azules y verdes oscuros. Dan la impresión de frescor, tristeza, recogimiento y reducción del espacio. Por contra, los segundos, amarillos, naranjas, rojos y verdes claros, producen sensaciones de alegría, ambiente estimulante y acogedor y de amplitud de espacio.

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