[Hasclepio]

Hola a todos,

Hace años que acabé la carrera y he tenido que sacarme una acreditación para Ensayos No Destructivos, en concreto inspección visual donde te examinan tanto teórica como prácticamente, en España.

En este tema citan ondas, etc., y mi sorpresa fue al llegar al color. Hay preguntas tipo test cuyo enunciado es más o menos: qué caracteriza al color, ¿la frecuencia o la longitud de onda?

Yo pensaba que era la segunda, pero leyendo he encontrado de TODO en varios libros. Básicamente leo dos versiones:

1. De la frecuencia. Parten de la base de la teoría cuántica fundamentada en la histórica corpuscular, con fotones. Un fotón tiene energía , y suponiendo que no la transforma en otra cosa, por conservación de la energía, se mantiene constante, ergo la frecuencia es fija.

Sin embargo, al cambiar de medio la velocidad también, ergo ha de cambiar la longitud de onda para cumplir

¿no?, y luego esa energía asociada al fotón es la que 'activa' los conos en la retina.

2. De la longitud de onda. Ponen de ejemplo la luz blanca como conjunto de ondas que al cambiar de medio se dispersa en sus componentes monocromáticas, y asocia el color con cada longitud de onda.

Y la verdad ya no sé cómo razonar, la verdad.

¿Alguien que me aclare un poco? Muchas gracias.

P.D.: cito algunas fuentes:

Por ejemplo, esto es un libro de la ASNT, Visual Testing:

The color of light is determined by its
wavelength components. (There is no
characteristic wavelength for white light.)
Figure 13 illustrates the wavelengths of
the colors of the visible portion of the
spectrum. A spectral color is
monochromatic, consisting entirely of
light of one wavelength. Most light
sources are not monochromatic, meaning
they are comprised of a variety of
wavelengths. Sunlight and white light are
mixtures of the entire visible light
spectrum.

Este otro libro pero de la AEND:

Esto demuestra cómo el color depende de la frecuencia y no de la longitud de onda. Sin embargo, en el vacío, al ser c constante, tanto da caracterizar la radiación electromagnética por su frecuencia o por su longitud de onda, como suele hacerse. En tal supuesto, una longitud de onda corta significa una mayor energía, y una larga, una energía menor.
Gómez de León, E. y Delojo Morcillo, G. (2011). Inspección visual: niveles II y III. Madrid, FC Editorial.

[Masacroso]

Es "lo mismo" una cosa que la otra: para la luz frecuencia y longitud de onda son inversamente proporcionales. La relación entre ambas es \( c=\lambda \nu  \), siendo \( c \) la velocidad de la luz, \( \lambda  \) la longitud de onda y \( \nu  \) la frecuencia.

Añado algo más: es una cuestión de geometría, de distancia media entre enlaces químicos. Si la longitud de onda coincide con la distancia del enlace químico en el receptor entonces el fotón es absorbido por ese enlace (efecto fotoeléctrico), cambiando momentáneamente la estructura química del receptor. El resto de detalles no lo sé, pero era eso grosso modo.

[Hasclepio]

Es "lo mismo" una cosa que la otra: para la luz frecuencia y longitud de onda son inversamente proporcionales. La relación entre ambas es \( c=\lambda \nu  \), siendo \( c \) la velocidad de la luz, \( \lambda  \) la longitud de onda y \( \nu  \) la frecuencia.

Añado algo más: es una cuestión de geometría, de distancia media entre enlaces químicos. Si la longitud de onda coincide con la distancia del enlace químico en el receptor entonces el fotón es absorbido por ese enlace (efecto fotoeléctrico), cambiando momentáneamente la estructura química del receptor. El resto de detalles no lo sé, pero era eso grosso modo.

Eso que has escrito no se cumple.

Por ejemplo un haz monocromático de color verde al cambiar de medio varía su velocidad, mantiene la misma frecuencia (por conservación de la energía), y para cumplir esa ecuación que escribes ha de variar la longitud de onda, ergo no puedes vincular el color con ella.

Por otro lado, solo se pueden 'equiparar' en el vacío porque la velocidad es constante, pero la velocidad de la onda varía según el medio que atraviese.

Gracias por tus palabras.

Por ejemplo, echa un vistazo a: https://physics.info/color/ Como verás, la longitud de onda varía con la velocidad (medio) pero el color no.

[Hasclepio]

Es "lo mismo" una cosa que la otra: para la luz frecuencia y longitud de onda son inversamente proporcionales. La relación entre ambas es \( c=\lambda \nu  \), siendo \( c \) la velocidad de la luz, \( \lambda  \) la longitud de onda y \( \nu  \) la frecuencia.

Añado algo más: es una cuestión de geometría, de distancia media entre enlaces químicos. Si la longitud de onda coincide con la distancia del enlace químico en el receptor entonces el fotón es absorbido por ese enlace (efecto fotoeléctrico), cambiando momentáneamente la estructura química del receptor. El resto de detalles no lo sé, pero era eso grosso modo.

Por ejemplo:



Esto es un haz monocromático atravesando dos medios distintos. El color es el mismo, pero su longitud de onda no y velocidad de esa luz en el medio, tampoco. Ergo en la expresión que citas  \( c=\lambda \nu  \) cambia la velocidad y longitud de onda, no la frecuencia (que se mantiene por conservación de la energía).

Es esa ambigüedad la me ha hecho escribir el hilo porque hay medios escritos prestigiosos que vinculan el color con la FRECUENCIA, nunca con la longitud de onda.

[Masacroso]

Es "lo mismo" una cosa que la otra: para la luz frecuencia y longitud de onda son inversamente proporcionales. La relación entre ambas es \( c=\lambda \nu  \), siendo \( c \) la velocidad de la luz, \( \lambda  \) la longitud de onda y \( \nu  \) la frecuencia.

Añado algo más: es una cuestión de geometría, de distancia media entre enlaces químicos. Si la longitud de onda coincide con la distancia del enlace químico en el receptor entonces el fotón es absorbido por ese enlace (efecto fotoeléctrico), cambiando momentáneamente la estructura química del receptor. El resto de detalles no lo sé, pero era eso grosso modo.

Por ejemplo:



Esto es un haz monocromático atravesando dos medios distintos. El color es el mismo, pero su longitud de onda no y velocidad de esa luz en el medio, tampoco. Ergo en la expresión que citas  \( c=\lambda \nu  \) cambia la velocidad y longitud de onda, no la frecuencia (que se mantiene por conservación de la energía).

Es esa ambigüedad la me ha hecho escribir el hilo porque hay medios escritos prestigiosos que vinculan el color con la FRECUENCIA, nunca con la longitud de onda.

De acuerdo. La verdad es que creía que el tema del color sería más sencillo, pero ya veo que no. Lo que no me queda claro ahí en ese ejemplo es una cosa: cierto que la velocidad de la luz varía dependiendo del medio y con ello la relación entre la frecuencia y la longitud de onda. Ahora bien, en la imagen vemos el mismo color pero no sabemos dos cosas:

1) Si la diferencia de velocidades en el medio es lo suficientemente significativa para aseverar que estamos viendo el mismo color y

2) La onda que llega a través de nuestros ojos viene por el aire, por tanto no me queda claro si, aunque fuese cierto que el "color se mantuviese constante" independientemente del medio podríamos verificarlo, ya que en el fondo el color es algo producido en el ojo, no en el medio que atraviesa la luz

Si no hallas respuesta en este foro podrías hacer una cosa, y es plantearle esta misma pregunta por email a algún profesor universitario de óptica o biofísica a ver si pudiese aclararlo. Generalmente los profesores universitarios están encantados de responder a este tipo de cuestiones.

[geómetracat]

Bueno, el tema de cómo percibimos el color es un tema muy complicado, donde interviene bastante más que la física. Pero para los efectos de esta pregunta yo diría que viene determinado por la frecuencia, pues a nivel químico los conos (células responsables de la percepción del color) responden a la energía de los fotones que les llegan, y por tanto, a su frecuencia.

Sobre el tema de los distintos medios, hay que tener en cuenta una cosa muy importante. Lo que vemos nosotros no es luz "en el aire" o "en el agua" o en cualquier otro medio. Lo que vemos nosotros viene determinado por los fotones que nos llegan al ojo, y por tanto la única relación frecuencia - longitud de onda que es importante a la hora de determinar el color es la de dentro de nuestro ojo (la del humor vítreo). Por donde hayan estado viajando los fotones antes de llegar a nuestro ojo es irrelevante a efectos del color que percibimos.

[manooooh]

Hola

Bueno, el tema de cómo percibimos el color es un tema muy complicado, donde interviene bastante más que la física. Pero para los efectos de esta pregunta yo diría que viene determinado por la frecuencia, pues a nivel químico los conos (células responsables de la percepción del color) responden a la energía de los fotones que les llegan, y por tanto, a su frecuencia.

Ah, yo pensaba que era más simple este tema. ¿Lo complicado pasa por entender que una cosa tiene un color porque de entre todos los colores que inciden en la superficie, es el único que reflecta? (Algo parecido escuché pero no sé si es así literalmente).

Gracias y saludos

[geómetracat]

Ah, yo pensaba que era más simple este tema. ¿Lo complicado pasa por entender que una cosa tiene un color porque de entre todos los colores que inciden en la superficie, es el único que reflecta? (Algo parecido escuché pero no sé si es así literalmente).

No, eso es cierto (con matices), pero no me refería a eso. Me refería a qué pasa y cómo se procesa la luz y el color a nivel biológico. La cosa no es tan sencilla como "la luz de tal longitud de onda la vemos como tal color y cada color que vemos corresponde a una longitud de onda", sino que los colores que percibimos son una interpretación que hace el cerebro de la respuesta de tres tipos de células en la retina (llamadas conos) a la luz que les llega. Eso hace que en realidad podamos percibir más colores de los que aparecen en el espectro de la luz visible, los llamados colores extra-espectrales. Por ejemplo, el magenta es un color que no tiene asociada ninguna frecuencia o longitud de onda, sino que es lo que interpreta el cerebro cuando le llega una mezcla de rojo y violeta (colores en lados opuestos del espectro de la luz visible).

[Richard R Richard]

En realidad no hay porque tener una preferencia cuando la luz entre al humor vítreo pues tiene una determinada frecuencia  que esta en relación directa con su longitud de onda para resultar en la velocidad de la luz en ese medio, que incluso puede diferir de persona en persona. así que el color en definitiva es una propiedad subjetiva de la onda, pero que estadistamente tenemos un acuerdo entre observadores.

Lo que suceda con la luz fuera del ojo humano , no  tenemos idea de que color en realidad es, pero si lo podemos asociar con lo que el ojo percibirá , si penetre en el y recibe esa onda.
En física  e ingeniería se usa mucho la longitud de onda porque es la forma amas fácil de asociar al  fotón  con la mayoría de las interacciones que realiza con la materia y con los de su misma especie , absorción , reflexión, refracción, dispersión, difracción e interferencia.
Además muchas veces en las características técnicas de dispositivos luminosos , en vez de aportarse el dato técnico de la frecuencia, se da el de la longitud de onda, por ejemplo para comprar  el láser verde de la foto  seguro la especificación  debe decir que esta en el rango de 520 a 571 nm en vez de decir la frecuencia, para el rojo 635 nm y el azul 473 nm .La mayoría de las franjas espectrales para el reconocimiento de materiales viene tabuladas en nanomilímetros es decir  se registra la longitud de onda, pero creo que daría lo mismo  tabular con la frecuencia.

Tampoco hay que olvidar que para ver el láser de costado como en la imagen , es necesario que se disperse en a algún medio como el aire (o  aire con alguna neblina, humo etc)  o en el agua.
Entiendase dispersar  por  alterer la trayectoria original por alguna interacción electromagnética con el con campo electromagnético de las orbitas electrónicas o bien del núcleo de los átomos del medio, un láser en el vacío perfecto no puede verse atravesar el espacio.
Por otro lado la frecuencia recibida y su longitud de onda , no dependen solo de la fuente la frecuencia emitida , sino también de la velocidad relativa entre fuente y receptor,  a bajas velocidades ( o no relativistas) podemos considerarlas iguales, pero a altas velocidades , la frecuencia  aumenta si se acercan fuente y receptor y disminuyen si se alejan. así que el color recibido no es tiene porque tener la misma frecuencia que la fuente que lo emitió.

pero para la pregunta test daría lo mismo , pues para tener una preferencia , que  entiendo  no la hay,  se  debería argumentar bastante, sobre temas que no están en el enunciado.