La luz visible es una forma de radiación electromagnética (EM), al igual que las ondas de radio, la radiación infrarroja, la radiación ultravioleta, los rayos X y las microondas. Generalmente, la luz visible se define como las longitudes de onda que son visibles para la mayoría de los ojos humanos.
Rango de espectro electromagnético
La luz visible es un tipo de radiación electromagnética, que se transmite en ondas o partículas a diferentes longitudes de onda y frecuencias. Esta amplia gama de longitudes de onda se conoce como espectro electromagnético. Ese espectro se divide típicamente en siete regiones en orden de longitud de onda decreciente y energía y frecuencia crecientes. Estas regiones son:
- ondas de radio (longitudes de onda superiores a 0,4 pulgadas o 10 milímetros)
- microondas (longitudes de onda entre 0,004 y 0,4 pulgadas, o 0,1 a 10 mm)
- infrarrojo (IR) (longitudes de onda entre 0,00003 y 0,004 pulgadas, o 740 nanómetros a 100 micrómetros)
- luz visible (longitudes de onda entre 0,000015 y 0,00003 pulgadas, o 380 a 740 nanómetros)
- ultravioleta (UV) (longitudes de onda entre 0,000015 y 0,00003 pulgadas, o 380 a 740 nanómetros)
- Rayos X (longitudes de onda entre 4 × 10^−7 a 4 × 10^−8 pulgadas, o 100 picómetros a 10 nanómetros)
- rayos gamma (longitudes de onda inferiores a 4 × 10^−9 pulgadas o 100 picómetros)
La luz visible cae en el rango del espectro EM entre infrarrojo (IR) y ultravioleta (UV). Tiene frecuencias de alrededor de 4 × 1014 a 8 × 1014 ciclos por segundo, o hercios (Hz) y longitudes de onda de unos 740 nanómetros (nm) o 2,9 × 10−5 pulgadas, a 380 nm (1,5 × 10−5 pulgadas).
Espectro de luz visible y color
Quizás la característica más importante de la luz visible es el color. El color es tanto una propiedad inherente de la luz como un artefacto de las células del ojo humano. Los objetos no «tienen» color, según El hipertexto de física. Más bien, emiten una luz que «parece» ser un color. En otras palabras, escribe Elert, el color existe solo en la mente del espectador.
Nuestros ojos contienen células especializadas, llamadas conos, que actúan como receptores sintonizados con las longitudes de onda de esta estrecha banda del espectro EM, según Sitio web de Mission Science de la NASA. Los humanos ven la luz en el extremo inferior del espectro visible, que tiene una longitud de onda más larga, alrededor de 740 nm, como rojo; percibimos la luz en el medio del espectro como verde; y ven luz en el extremo superior del espectro, con una longitud de onda de aproximadamente 380 nm, como violeta. Todos los demás colores que percibimos son mezclas de estos colores.
Por ejemplo, el amarillo contiene luz de las regiones roja y verde del espectro de luz visible; el cian es una mezcla de verde y azul, y el magenta es una mezcla de rojo y azul. La luz blanca contiene todos los colores en combinación. El negro es una ausencia total de luz. La primera persona en darse cuenta de que la luz blanca estaba compuesta por los colores del arcoíris fue Isaac Newton, quien en 1666 hizo pasar la luz del sol a través de una rendija estrecha y luego un prisma para proyectar el espectro de colores en una pared, según el sitio web de Michael Fowler, profesor de física en la Universidad de Virginia.
¿Cómo se convierte la energía térmica en luz visible?
A medida que los objetos se calientan, irradian energía dominada por longitudes de onda más cortas, que percibimos como colores cambiantes, según Mission Science de la NASA. Por ejemplo, la llama de un soplete cambia de rojizo a azul a medida que se ajusta para arder más. Este proceso de convertir la energía térmica en energía lumínica se llama incandescencia, de acuerdo con la Instituto para el Avance Educativo Dinámico (IDEA) sitio web, WebExhibits.org.
La luz incandescente se produce cuando la materia caliente libera una parte de su energía de vibración térmica como fotones. A unos 1.472 grados Fahrenheit (800 grados Celsius), la energía radiada por un objeto alcanza el infrarrojo. A medida que aumenta la temperatura, la energía se mueve hacia el espectro visible y el objeto parece tener un brillo rojizo. A medida que el objeto se calienta, el color cambia a «blanco caliente» y eventualmente a azul.
Astronomía de luz visible
El color de los objetos calientes, como las estrellas, se puede utilizar para estimar su temperaturas, según IDEA. Por ejemplo, la temperatura de la superficie del sol es de aproximadamente 5800 kelvin (9980 F o 5527 C). La luz emitida tiene una longitud de onda máxima de unos 550 nm, que percibimos como luz blanca visible (o ligeramente amarillenta).
Según la NASA, si la temperatura de la superficie del sol fuera más fría, unos 3.000 C, se vería rojizo, como la estrella Betelgeuse. Si fuera más caliente, unos 12.000 C, se vería azul, como la estrella Rigel.
Los astrónomos también pueden determinar de qué están hechos los objetos porque cada elemento absorbe luz en longitudes de onda específicas, lo que se denomina espectro de absorción. Al conocer los espectros de absorción de los elementos, los astrónomos pueden usar espectroscopios para determinar la composición química de estrellas, nubes de polvo y otros objetos distantes.
Recursos adicionales
Obtenga más información sobre cómo el cerebro humano percibe la luz en este video de National Geographic. Camine a través del espectro electromagnético con el impresionante libro «Luz: el espectro visible y más allá(Black Dog & Leventhal, 2013), o haz tus propios experimentos de luz visible en casa siguiendo la guía de patitosun sitio web educativo para niños.
Este artículo fue actualizado el 23 de mayo de 2022 por la editora gerente de Live Science, Tia Ghose.
