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CONSIGNA

TP1 - Teoría de la luz, Color y luz

Desarrollar una investigación teniendo como base el origen de la luz como fenómeno

físico y su comportamiento. Dicho trabajo práctico requiere rigor en los datos técnicos

recabados y la confección de gráficas que expliquen el comportamiento de la luz.

Trabajo individual. Cuestionario:

1) ¿Qué es la luz?

2) Definir y graficar: longitud, frecuencia y amplitud de onda.

3) Definir y graficar: ¿Qué es el espectro electromagnético? Y ¿Qué es el espectro

visible.

4) Definir y graficar: Luz directa. Reflexión. Índice de reflexión. Tipos de reflexión. Luz

Incidente

5) Definir y graficar: Absorción, transmisión, difusión, difracción.

6) Definir y graficar: Refracción. Ley de Snell.

7) Definición de Color Luz.

8) Definir: tono, brillo y saturación.

9) Definir y graficar: Síntesis aditiva y síntesis sustractiva.

10) Definir y graficar: Temperatura de Color. Colocar la escala de temperatura color.

11) Termocolorímetro: función y aplicación.

12) ¿Qué es el sistema Munsell?

13) ¿A qué se llama Diagrama de Cromaticidad CIE

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TEORÍA DE LA LUZ, COLOR Y LUZ

1. ¿Qué es la luz?

La luz se podría definir como una radiación que se propaga en forma de ondas. Estas

ondas que se dispersan en el vacío se llaman “ondas electromagnéticas”. Por lo cual,

es factible exponer que la luz es una radiación electromagnética. (Herrera, Moncada y

Valdés, 2009) Sin embargo, el diccionario apela a una definición más cotidiana en la

que aduce a la forma de energía que ilumina las cosas y las hace visibles. De tal

modo, aplicado al color, la luz al igual que el sonido, es una combinación de "tonos" de

diferente frecuencia.

2. Definir y graficar: longitud, frecuencia y amplitud de onda.

- Longitud de Onda: La longitud de una onda describe cuán larga es la onda.

La distancia que existente

entre dos crestas o valles

consecutivos es lo que

llamamos longitud de onda.

Así pues, La longitud de

onda es inversamente proporcional a la frecuencia de la misma. Una longitud

de onda larga corresponde a una frecuencia baja, mientras que una longitud de

onda corta corresponde una frecuencia alta. (Russel, 2006)

- Frecuencia de Onda: La frecuencia de

un campo, señal u onda

electromagnética es el número de

ciclos (paso de una polaridad a otra y

vuelta a la primera) que realiza en cada

segundo. La frecuencia tiene una

relación inversa con el concepto

de longitud de onda a mayor frecuencia menor longitud de onda y viceversa.

(2008 – 2015)

- Amplitud de Onda: la amplitud de

onda es la máxima separación

entre las posiciones opuestas de

una ondulación completa, es decir

entre la 'cima' y el fondo o

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convexidad y concavidad de este movimiento ondulatorio. Se relaciona con la

capacidad de reflexión de las superficies coloreadas. La mayor amplitud de

onda está en proporción directa con la claridad de las escalas o marchas del

brillo. (2008 – 2015)

3. Definir y graficar: ¿Qué es el espectro electromagnético? Y ¿Qué es el

espectro visible.

- Espectro Electromagnético: Se denomina espectro electromagnético a la

distribución energética del conjunto de las ondas electromagnéticas.

Direccionado a un objeto, se denomina espectro electromagnético a la

radiación electromagnética que emite (espectro de emisión) o absorbe

(espectro de absorción) una sustancia. El espectro electromagnético se

extiende desde la radiación de menor longitud de onda, como los rayos gamma

y los rayos X, pasando por la luz ultravioleta, la luz visible y los rayos

infrarrojos, hasta las ondas electromagnéticas de mayor longitud de onda,

como son las ondas de radio. (Casanova, 2012)

- Espectro Visible: El espectro visible de luz es el espectro de

radiación electromagnética que es visible para el ojo humano. Va

desde una longitud de onda de 400 nm hasta 700 nm. Son las

ondas que componen lo que llamamos luz visible. Cuando estamos

viendo un objeto, es porque ese objeto está siendo iluminado por la

luz visible. (Casanova, 2012)

4. Definir y graficar: Luz directa. Reflexión. Índice de reflexión. Tipos de

reflexión. Luz Incidente

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- Luz Directa: Se denomina luz directa, a la luz en la cual el rayo se dirige desde

la fuente de luz hacia la superficie propagándose de forma lineal. Si en el rayo

de luz no interfiere ningún obstáculo, al punto en la superficie se le considera

iluminado directamente.

- Reflexión: La reflexión es una modificación que se produce en la dirección de

una onda o de un rayo. Dicho cambio tiene lugar en el espacio que separa dos

medios, lo que hace que la onda o el rayo vuelva a su medio original. La

reflexión ocurre cuando los rayos de luz que inciden en una superficie chocan

en ella, se desvían y regresan al medio que salieron formando un ángulo igual

al de la luz incidente.

- Índice de Reflexión: El rayo incidente, la normal y el rayo reflejado se

encuentran en el mismo plano, estando el rayo incidente y el reflejado en lados

opuestos a la normal. El ángulo de incidencia es igual al ángulo de reflexión.

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- Tipos de Reflexión:

- Difusa: Este tipo de reflexión ocurre cuando el material sobre el que inciden

los haces luminosos es rugoso, no sólo al

tacto, sino a un nivel microscópico.

Algunos ejemplos de este tipo de

superficie son el papel, el hielo, superficie

de un río, etc. Los haces de luz viajan

paralelos entre sí, pero al entrar en

contacto con la superficie todos los rayos

son reflejados en distintas direcciones lo

que provoca una imagen distorsionada, con los bordes poco claros. Este

fenómeno se debe a que cada una de las paredes del material poroso reflejará

el haz de luz en el mismo ángulo en que el rayo incidió sobre ella pero no todos

los rayos incidirán en la misma dirección, por lo que obviamente todos los rayos

serán reflejados en distintas direcciones. Una superficie de perfecta reflexión

difusa, reflejará la luz en todas direcciones de igual forma. (Herrera, Moncada y

Valdés, 2009)

- Especular: Este tipo de reflexión ocurre cuando el material sobre el que

inciden los haces luminosos es perfectamente liso y pulido, no sólo al tacto,

sino a un nivel microscópico. Algunos

ejemplos de este tipo de superficie son

los espejos, los metales, vidrios

polarizados, etc. Los haces de luz viajan

paralelos entre sí y, al entrar en contacto

con la superficie todos los rayos son

reflejados en la misma dirección lo que

provoca una imagen nítida, con los

bordes bien definidos. Este fenómeno se debe a que todos los puntos del

material están perfectamente alineados, por lo que cada uno de los rayos

chocará con ellos con el mismo ángulo de incidencia por lo que todos los

haces de luz reflejados tendrán la misma dirección. Una superficie de perfecta

reflexión especular, reflejará la luz en una única dirección. (Herrera, Moncada y

Valdés, 2009)

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- Luz Incidente: Luz incidente es la que llega a la superficie de un sujeto. Por lo

contrario, la luz que el objeto devuelve es la luz reflejada.

5. Definir y graficar: Absorción, transmisión, difusión, difracción.

- Absorción: En física, la absorción de la radiación electromagnética es el proceso

por el cual dicha radiación es captada por la materia. Cuando la absorción se

produce dentro del rango de la luz visible,

recibe el nombre de absorción óptica. En

general, todos los materiales absorben en

algún rango de frecuencias. Aquellos que

absorben en todo el rango de la luz visible

son llamados materiales opacos, mientras

que si dejan pasar dicho rango de

frecuencias se les llama transparentes. Es precisamente este proceso de

absorción y posterior reemisión de la luz visible lo que da color a la materia.

- Transmisión: La transmisión ocurre cuando la luz atraviesa una superficie u

objeto. Hay 3 tipos de transmisión: directa, difusa o selectiva.

1. Transmisión directa: es cuando

la luz atraviesa un objeto y no se

producen cambios de dirección o

calidad de esa luz. Por ejemplo,

un vidrio o el aire.

2. Transmisión difusa: se produce

cuando la luz pasa a través de un objeto transparente o semi-transparente con

textura. Por ejemplo, un vidrio esmerilado o un papel manteca. La luz en vez de

ir en una sola dirección es desviada en muchas direcciones. La luz que es

transmitida de manera difusa va a ser más suave, va a tener menos contraste,

va a ser menos intensa, va a generar sombras más claras y una transición más

suave entre luz y sombra que la luz directa.

3. Transmisión selectiva: se produce cuando la luz atraviesa un objeto de color.

Parte de la luz va a ser absorbida y parte va a ser transmitida por ese objeto.

En el ejemplo de abajo la luz blanca (rojo, verde y azul) pasa a través de una

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superficie roja. El verde y el azul son absorbidos y solo es transmitido el rojo.

Por lo tanto del otro lado de esa superficie vamos a ver luz roja.

- Difusión: La difusión de la luz es la dispersión de la luz directa. Se logra

haciéndola pasar a través de un material no

transparente o rebotándola en una superficie

semi-reflectante. La difusión de la luz es

comúnmente utilizada por los fotógrafos para

crear una luz más "suave". Esto es

favorecedor para los sujetos que están siendo

fotografiados, ya que hace que las sobras

sean menos marcadas.

- Difracción: La difracción ocurre cuando las ondas pasan a través de pequeñas

aberturas, alrededor de obstáculos o por bordes afilados. Cuando un objeto

opaco se encuentra entre la fuente puntual de luz y el recorrido de la onda

lumínica.

6. Definir y graficar: Refracción. Ley de Snell.

- Refracción: Cuando la luz pasa de un medio transparente a otro se produce

un cambio en su dirección debido a la distinta velocidad de propagación que

tiene la onda incidente en los diferentes materiales. A este fenómeno se le

llama refracción.

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- Ley de Snell: La ley de Snell (también llamada ley de Snell-Descartes) es una

fórmula utilizada para calcular el ángulo de refracción de la luz al atravesar la

superficie de separación entre dos

medios de propagación de la luz (o

cualquier onda electromagnética)

con índice de refracción distinto. La

misma afirma que la multiplicación

del índice de refracción por el seno

del ángulo de incidencia es

constante para cualquier rayo de luz

incidiendo sobre la superficie

separatriz de dos medios. Aunque

la ley de Snell fue formulada para explicar los fenómenos de refracción de la

luz se puede aplicar a todo tipo de ondas atravesando una superficie de

separación entre dos medios en los que la velocidad de propagación de la

onda varíe.

7. Definición de Color Luz.

Los colores producidos por luces (en el monitor de nuestro ordenador, en el cine,

televisión, etc.) tienen como colores primarios, al rojo, el verde y el azul (RGB)

cuya fusión de estos, crean y componen la luz blanca, por eso a esta mezcla se le

denomina, síntesis aditiva y las mezclas parciales de estas luces dan origen a la

mayoría de los colores del espectro visible.

8. Definir: tono, brillo y saturación.

- Tono: El tono (a veces llamado matiz) es la cualidad que distingue los colores

por la longitud de onda de la luz que se percibe como dominante.

Coloquialmente se emplea el término color como sinónimo de tono, pues es la

propiedad por la que se nombran y diferencian los colores.

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- Brillo: El valor (luminosidad o brillo) es el atributo por el que se distingue un

color claro de uno oscuro según su posición relativa en una escala de grises.

En esta escala de grises el blanco es el valor más alto, el más luminoso, y el

negro el valor más bajo, el más oscuro.

- Saturación: La saturación (también llamada croma) es la propiedad que define

el grado de intensidad de un color con respecto

al gris, blanco o negro (saturación cero). Un color saturado (con croma alto) es

aquel color calificado con adjetivos como intenso, vivo o puro. A los colores con

croma bajo o poca saturación, a los colores apagados, se les denomina colores

neutros.

9. Definir y graficar: Síntesis aditiva y síntesis sustractiva.

- Síntesis Aditiva: la síntesis aditiva, hablamos de la formación de los colores a

través de la suma de diferentes luces en sus distintas longitudes de onda. La

síntesis aditiva hace referencia a la adición de color, considerando el blanco

como la suma de toda luz en máxima proporción del espectro visible (Modelo

RGB = Color Luz). (Makertan, 2014)

- Síntesis Sustractiva: La síntesis sustractiva, nos estamos refiriendo a la

obtención de colores por mezclas

de pigmentos. De hecho, se llama

sustractiva porque al ir añadiendo

colores pigmento, sustrae el

color. Los colores primarios de la

síntesis sustractiva serán los

colores complementarios de la

síntesis aditiva. Los colores

sustractivos primarios (cian,

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magenta y amarillo) son los que se crean mediante la absorción de ciertas

longitudes de ondas. Cuando la luz blanca toca un material o una

superficie, los pigmentos de colores de esa superficie absorben todas las

ondas de la luz excepto las de sus colores, que son reflejados y percibidos por

el órgano de la visión. (Makertan, 2014)

10. Definir y graficar: Temperatura de Color. Colocar la escala de temperatura

color.

- Temperatura de Color: La temperatura de color de una fuente de luz se define

comparando su color dentro del espectro luminoso con el de la luz que emitiría

un cuerpo negro calentado a una temperatura determinada. Sin embargo,

existe una explicación un más académica la cual explica que un cuerpo teórico

llamado “cuerpo negro”, el cual no absorbería ni reflejaría ninguna frecuencia

lumínica, pero es capaz de irradiar luz según aumente su temperatura. Por

cada temperatura a la que se caliente dicho cuerpo, emitirá una determinada

longitud de onda (color) que tendrá una energía máxima. (2015)

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11. Termocolorímetro: función y aplicación.

Un termocolorímetro es un aparato que se utiliza en fotografía para medir la

temperatura de color de una fuente luminosa. Si se le proporcionan los datos

necesarios, un termocolorímetro permite además saber qué filtros o correcciones

hay que hacer para neutralizar las dominantes que puedan aparecer. Físicamente

es parecido al exposímetro.

12. ¿Qué es el sistema Munsell?

El sistema de Color de Munsell fue elaborado por el pintor y profesor de arte Albert

Henry Munsell en su libro Atlas of the Munsell Color System (Atlas del sistema de

color Munsell) en el año 1915. Es una manera "racional de describir color" que

usaría la notación decimal clara en lugar de muchos nombres de color que el autor

considerara "tonto" y engañoso.

Se basa en una disposición ordenada en sólido tridimensional formado por tres

ejes

correspondientes

al tono o matiz (la

longitud de onda

dominante del

color y la cualidad

que lo distingue

de los demás), al

valor,

luminosidad o brillo (claridad u

oscuridad) y a

la saturación (intensidad o

pureza).

El matriz se identifica del 0 a 100 y su símbolo es la H, el rango del Brillo es de 0 a

10 y su símbolo es V, la Intensidad tiene la escala de saturación de un color. Los

colores no representados por muestras reales en este sistema pueden ser

identificados mediante números intermedios. (2009)

13. ¿A qué se llama Diagrama de Cromaticidad CIE?

El Sistema CIE Sistema CIE se basa en las pautas físicas de longitud de onda,

pureza de excitación e intensidad luminosa, que representan variables específicas

y universales. También llamado Sistema ICI, se basa en datos de medición con los

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cuales los colores pueden ser

conseguidos mezclando las proporciones

adecuadas de los tres colores primarios

aditivos: rojo, verde y azul. Para asegurar

una exactitud completa, todos los

factores implicados en la obtención de

las mediciones están estrictamente

estandarizados. Los resultados obtenidos

son trasladados al llamado "diagrama

cromático" o Diagrama CIE. Para

expresar un color según este sistema, se

tienen en cuenta los siguientes factores:

Cuanto más puro es un color (mayor saturación), más cerca estará del límite

externo del diagrama; en cambio, cuanto más bajo sea su grado de saturación

(más diluido en gris), más cercana será su posición con respecto al punto neutro.

En el Diagrama CIE, un color dado aparece indicado en relación con todos los

demás colores, sin embargo, al ser solo una representación bidimensional de color,

este tipo de diagrama únicamente indica dos de las cualidades de un color: el tono

y la saturación.

El tono está especificado en función de la longitud de onda dominante. Para

encontrar ésta, el punto de posición del color en el diagrama es unido con el punto

neutro mediante una línea recta. Esta línea es entonces prolongada hasta que

corta la línea en forma de herradura que limita el diagrama. La longitud de onda

representada por este punto de intersección de las dos líneas es la longitud de

onda dominante para el color en cuestión. Si este color pertenece a los magentas

o púrpuras (que no tienen longitud de onda propia al no aparecer en el espectro),

la línea que une posición de color con punto neutro se extiende más allá del punto

neutro, hasta encontrarse con la línea en forma de herradura. En este caso, el tono

viene dado en función de las longitudes de onda de su complementario en verdes

o azules-verdes. (2009)

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BIBLIOGRAFÍA

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Física. Revista Científica Web.

Recuperado de:

http://www.astrofisicayfisica.com/2012/06/que-es-el-espectro-electromagnetico.html

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http://definicion.de/

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http://www.delyrarte.com.ar/sitio/discol5.html

http://www.delyrarte.com.ar/sitio/discol3.html

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http://www.muchosleds.com/es/content/6-temperatura-de-color-calido-neutro-frio

Russel, Randy (2006) “Longitud de Onda” en Ventanas al Universo. Física.

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apoyo para la preparación de los estudios de Ingeniería y Arquitectura. Física

(Preparación a la universidad) [PDF] Disponible en:

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http://ocw.upm.es/apoyo-para-la-preparacion-de-los-estudios-de-ingenieria-y-

arquitectura/fisica-preparacion-para-launiversidad/contenidos/optica/naturaleza_luz.pdf