Indice
1.
Introducción
2. El espectro
electromagnético
3. El espectro
visible
4. Comportamiento de la
luz
5. Reflexión y
difusión
6. Reflexión
selectiva
La fotografía, y por extensión la
cinematografía, es el lenguaje de
la luz. El propio
término fotografía, que deriva del griego,
significa escribir (grafía) con luz (foto). Casi
todo el equipo que se utiliza en un rodaje profesional tiene que
ver con la luz: las luminarias la producen, los accesorios y
filtros la perfilan y tamizan, el objetivo la
enfoca, la película o el soporte magnético la
registra, el fotómetro la mide, el laboratorio y
las máquinas
de edición la procesan, la misma cámara es en
cierto modo un cuarto oscuro en miniatura que protege la
película cinematográfica o el bloque CCD de la luz
hasta el momento justo de la exposición.
Obviamente no son precisos amplios conocimientos de física para la
práctica cinematográfica profesional pero entender
los principios
básicos de la luz ofrece una visión más
amplia de este ingrediente inevitable en todo proceso visual
creativo y mayor capacidad de resolución de problemas.
2. El espectro
electromagnético
La naturaleza de la
luz ha sido estudiada desde hace muchos años por
científicos tan notables como Newton, Max
Plank, Fresnel, Maxwell etc, dando lugar a distintas y
enfrentadas teorías
sobre su naturaleza. La
actualmente aceptada es que la luz es un fenómeno
único en la naturaleza debido a su carácter
dual: partícula (fotón) y onda, masa y
energía. A diferencia de las ondas sonoras,
que por su naturaleza mecánica necesitan de una sustancia
portadora que transmita su vibración, las ondas
electromagnéticas se pueden transmitir en el vacío.
También pueden atravesar sustancias en función de
su frecuencia (rayos X, rayos
gamma). La luz, es una forma de energía, que se transmite
por el espacio en ondas sinoidales, similares a las producidas
cuando lanzamos una piedra a un estanque. Nace en la fuente que
la produce (el sol, una
lámpara, etc.) y se propaga en línea recta hasta
encontrar un objeto que la intercepte. Pertenece a la familia de
las radiaciones electromagnéticas, todas ellas poseen las
mismas características (energía emitida en
forma de ondas) pero sus diferencias en cuanto a longitud de onda
pueden ser enormes. Las radiaciones electromagnéticas se
extienden desde los rayos gamma hasta las ondas de radio es decir,
desde longitudes de onda más cortas (rayos gamma, rayos X), hasta
las kilométricas (telecomunicaciones). En fotografía haremos
mención frecuente de la longitud de onda que, al ser una
distancia, se mide en metros. Para las más cortas se
utilizan submúltiplos como el nanómetro
(millonésima de milímetro) mientras que las
más largas se miden en centímetros, metros e
incluso kilómetros.
Las ondas del espectro electromagnético se miden
por tres parámetros: longitud de onda, frecuencia y
amplitud.
La frecuencia se define como el número de ondas completas
o ciclos medidos por segundo, también denominados hercios
(Hz).
- La longitud de onda (8 ) se define
como la distancia lineal ocupada por una onda completa o ciclo
medida horizontalmente es decir, la distancia entre dos crestas
o dos valles.
Ambas magnitudes (frecuencia y longitud de onda) no son
independientes sino inversamente proporcionales: a menor
distancia entre dos crestas de onda, más cantidad de ondas
encajarán en un período de tiempo de un
segundo. Si la frecuencia es alta la longitud de onda es corta y
viceversa.
La relación entre entre frecuencia y longitud de onda
viene determinada por la ecuación
F=C/λ donde C es la velocidad de
la luz en el vacνo (300.000 km/s) y λ la
longitud de onda expresada en metros.
La intensidad (I) o amplitud, es la altura de las crestas de las
ondas y en el caso de la luz, determina su brillo o
intensidad.
La luz se propaga a partir de la fuente emisora en todas las
direcciones posibles y en forma de ondas perpendiculares a la
dirección del desplazamiento. La
orientación de las crestas respecto a la dirección de propagación ()
determina el ángulo de polarización. La luz
polarizada tiene importantes aplicaciones fotográficas que
veremos más adelante.
Nuestros ojos son detectores evolucionados para captar
ondas de luz visible aunque existen muchos otros tipos de
radiación que no podemos percibir. De
hecho, solo podemos captar una parte mínima de la gama de
radiaciones del espectro electromagnético que incluye,
además de la radiación
visible, los rayos gama, los rayos X, los rayos ultravioletas,
los rayos infrarrojos, las microondas y
las ondas de radio. A medida
que pasamos de los rayos gamma a las ondas de radio la longitud
de onda aumenta y la frecuencia disminuye (también
disminuyen la energía y la temperatura).
Todos estos tipos de radiación viajan a la velocidad de
la luz (unos 300.000 km/s en el vacío). Además de
la luz visible, también llegan a la superficie de la tierra
desde el espacio ondas de radio, una parte del espectro
infrarrojo y una parte (afortunadamente) muy pequeña de
radiación ultravioleta.
Cada onda particular del espectro visible viene caracterizada por
su longitud de onda siendo ésta junto con el sentido de la
vista los únicos responsables del color observado,
pues colores
diferentes sólo corresponden a longitudes de onda
diferentes. Si, como generalmente sucede, la radiación es
compuesta, el ojo no puede analizar las distintas radiaciones o
longitudes de onda que recibe y aprecia tan sólo el
"color o
tonalidad" resultante.
La luz visible es solamente una pequeña parte del espectro
electromagnético, la longitud de onda comprendida entre
aproximadamente 400 y 700 nanómetros (nm =
millonésima de milímetro) y tiene una frecuencia de
un millón de gigahercios (GHz), es decir, un billón
de ciclos por segundo. Solo esta estrecha gama que va desde los
400 a los 700 nm, excita la retina del ojo produciendo
sensaciones de color y brillo.
La luz blanca esta formada por la mezcla de todo el
conjunto de radiaciones visibles monocromáticas que
estimulan el ojo humano generando una sensación de
luminosidad exenta de color, es una mezcla proporcionada de todas
las longitudes de onda entre 400 y 700 nm. Se entiende por
radiación monocromática a cada una de las posibles
componentes de la luz, correspondientes a cada longitud de onda
del espectro electromagnético. En el grafico de la
derecha, se han destacado las zonas donde se encuentra aquellas
tonalidades que consideramos importantes: la zona de rojos hacia
la derecha y la de azules hacia la izquierda. En el centro se
ubican tonalidades verdes.
Los estudios sobre el sistema visual
humano, del que hablaremos más adelante, establecen que en
el ojo existen unas células
llamadas conos que reaccionan frente al color. Estas células se
presentan en 3 tipos diferentes: un tipo de conos reacciona
frente a longitudes de onda de la gama central del espectro
(verdes), un segundo grupo de conos
reaccionan ante la gama de tonos rojos, y un tercer tipo de
conos, son especialmente excitados por la banda de tonos azules.
Esta es la razón principal para que en
cinematografía y televisión
se hayan elegidos como colores primarios
el rojo ( R ) el verde ( G ) y el azul ( B ). Bien se
podría haber seleccionado otra terna, pero es importante
aprovechar esta característica fisiológica del
ojo.
La luz siempre produce calor en
presencia de un cuerpo absorbente (en términos estrictos
no existe la denominada "luz fría"), que destruyendo parte
de la energía en forma radiante, la recupera
transformándola en calor.
Así, por ejemplo, no hay calor en los espacios
vacíos entre el sol y la
tierra, pero,
al incidir la radiación solar en nuestra piel, una
fracción se convierte en calor; en este sentido podemos
afirmar que el sol calienta. La energía radiante
además de convertirse en calor, produce otros
fenómenos, entre los que destacan por su importancia el
fotoquímico y fotoeléctrico, efectos que permiten
la creación de imágenes
en soporte fotoquímico (cine y
fotografía) y soporte electrónico (televisión
y vídeo). De ambos hablaremos con detalle más
adelante.
El infrarrojo
Además de las radiaciones visibles, tienen importancia
fotográfica las infrarrojas. Dentro del espectro
electromagnético, la radiación infrarroja se
encuentra comprendida entre el espectro visible y las microondas y
ondas de radar. Las ondas infrarrojas tienen longitudes de onda
más largas que la luz visible, pero más cortas que
las microondas; por ende, sus frecuencias son menores que las
frecuencias de la luz visible y mayores que las frecuencias de
las microondas. El término infrarrojo cercano
(también denominado infrarrojo reflejado o
fotográfico) se refiere a la parte del espectro infrarrojo
que se encuentra más próxima a la luz visible; el
término infrarrojo lejano denomina la sección
más cercana a la región de las microondas.
La fuente primaria de la radiación infrarroja es el calor
o radiación térmica. Cualquier objeto que tenga una
temperatura
superior al cero absoluto (-273,15 °C, o 0 grados Kelvin),
irradia ondas en la banda infrarroja. Incluso los objetos que
consideramos muy fríos —por ejemplo, un trozo de
hielo—, emiten en la banda infrarroja. Cuando un objeto no
está lo suficientemente caliente para irradiar ondas en el
espectro visible, emite la mayoría de su energía
como ondas infrarrojas. Por ejemplo, es posible que un trozo de
carbón encendido no emita luz visible, pero emite
radiación infrarroja que sentimos como calor. Cuanto
más caliente se encuentre un objeto, tanta más
radiación infrarroja emitirá. Sentimos los efectos
de la radiación infrarroja cada día, el calor de la
luz del sol, del fuego o de un radiador de calefacción
provienen del infrarrojo, aunque no podemos ver la
radiación, las terminaciones nerviosas en nuestra piel pueden
sentirla como calor (diferencia entre la temperatura interior del
cuerpo y la exterior a la piel). A su temperatura vital normal,
los seres vivos irradian intensamente infrarrojos. La imagen de la
izquierda muestra la
fotografía de un gato obtenida sobre película
sensible al infrarrojo. Las áreas de colores naranja y
blanco son las zonas más calientes, en tanto que las
áreas magenta y azul son las más frías. La
fotografía infrarroja brinda información que no podríamos obtener
a través de una imagen de luz
visible. En completa oscuridad, los visores infrarrojos pueden
ver objetos gracias a que los mismos irradian calor. Volveremos
sobre este tema en capítulos sucesivos.
4. Comportamiento
de la luz
La luz, como todo elemento físico, tiene un
comportamiento
estable, de acuerdo con los siguientes
parámetros.
- Se propaga a partir de la fuente emisora en todas las
direcciones posibles y en forma de ondas perpendiculares a la
dirección del desplazamiento. Distintas longitudes de
onda proporcionan a nuestros ojos distintas sensaciones de
color. La luz se propaga, sin detenerse, a través de la
atmósfera y aun donde no hay atmósfera, y se sigue propagando
indefinidamente mientras no encuentre un obstáculo que
impida su paso - La luz viaja en línea recta dentro de una
sustancia de composición uniforme mientras no haya nada
que la desvíe y mientras no cambie el medio a
través del cual se está propagando. La
propagación en línea recta se puede apreciar en
los rayos de sol cuando atraviesan una atmósfera turbia,
por ejemplo sobre niebla en un bosque o en los rayos producidos
por iluminación espectacular en escenarios
con humo artificial. - La luz se desplaza a la velocidad de 300.000 km/s en
el vacío. En el aire se mueve
ligeramente más despacio y todavía más
lentamente a través de sustancias más densas como
el agua o el
vidrio. - La luz está compuesta por partículas de
energía – llamados fotones – que originan
cambios químicos y reacciones eléctricas.
Obviamente, cuanto más intensa es la luz, más
fotones contiene. Estas partículas de energía son
las que hacen posible la grabación de imágenes
en soportes fotosensibles.
Objetos que no permiten el paso de la luz
Cuando un objeto no es transparente sino opaco a la luz, caso de
la mayoría de los que nos rodean, absorbe una parte de la
luz que recibe (convertida en débil energía
calorífica) y refleja otra parte. Cuanto más oscuro
es el material, menor es la luz reflejada, mayor la absorbida y
por tanto mayor el calor acumulado (cualquier objeto negro
expuesto al sol se calienta más que uno
blanco).
Todo cuerpo refleja parte de la luz que
incide sobre él. La mayoría de las
superficies de los objetos son ásperas o irregulares, y
por ello dispersan la luz que reciben en todas las direcciones
posibles. Este tipo de reflexión produce el
fenómeno llamado 
difusión (*). Para que ocurra la
dispersión de la luz no es necesario que la superficie
reflectora tenga irregularidades aparentes, basta con que sean
minúsculas (como sería el caso de una capa de
pintura
perfectamente lisa en apariencia) para que la superficie
actúe como difusora. Gracias a la reflexión difusa
vemos los objetos cuando una parte de esa luz reflejada en todas
direcciones llega hasta nuestros ojos.
Una superficie lisa y bien pulida, en cambio,
produce una reflexión regular: la luz que incide en una
dirección determinada, es reflejada en otra
dirección determinada. En este caso lo que se pone de
manifiesto con la reflexión no es la superficie
reflectora, sino los objetos cuyas imágenes se ven
reflejadas. De hecho, un reflector perfectamente liso y
limpio es invisible, sólo nos permite ver la imagen
reflejada. Este tipo se denomina reflexión especular,
y sigue un par de leyes muy
simples: la primera es que el rayo incidente y el reflejado se
encuentran siempre sobre el mismo plano. La segunda que el
ángulo de incidencia y el ángulo de
reflexión son iguales. Como resultado de estas leyes, tenemos
que un espejo plano produce imágenes fieles de los objetos
llamadas imágenes virtuales: no los deforma ni cambia su
tamaño pero los invierte (nada tan complicado como
descifrar un texto a
través de su imagen reflejada).
(*): En la práctica cinematográfica profesional se
denomina difusor a un medio a cuyo través la luz se
transmite (como el humo o el papel vegetal)
con preferencia a aquellos otros que la reflejan (reflectores).
También en fotografía se entiende por difusor un
elemento óptico de vidrio o resina
de polímero que disminuye ligeramente la nitidez de una
lente para producir lo que se llama «foco suave» o
«flou», técnica utilizada en la
fotografía de retrato. El famoso fotógrafo inglés
Helmut Newton hizo
del difusor la base de su obra más conocida. La
difusión o emborronamiento deliberado de una imagen es una
técnica que se usa sobre todo en retrato para crear una
imagen ensoñadora y romántica y ocultar las
imperfecciones. La suavización se lleva a cabo por
difusión con filtros o bien con objetivos
especiales con un nivel controlado de aberración
esférica (Minolta fabrica un 85 mm en el que el nivel de
aberración, y por tanto, de suavización,
varía continuamente dentro de ciertos límites).
Resultados parecidos se consiguen extendiendo vaselina sobre un
filtro o cubriendo el objetivo con
gasa u otro material parecido. La suavización da lugar a
efectos sutiles y hermosos si se utiliza con sensibilidad; en
caso contrario los resultados son inevitablemente tópicos
y cursis.
Con relación a la calidad de la luz
reflejada, existen dos tipos adicionales de reflexión:
Acromática: cuando se reflejan por igual todas las
longitudes de onda. Los tres casos típicos de superficies
reflectoras acromáticas son
- Negras: cuando el porcentaje de reflexión es
cero. - Grises: el porcentaje de reflexión es del
50% en todas las longitudes de onda - Blancas: el porcentaje de reflexión es del
100% en todas las longitudes de onda
Cromática: No se reflejan por igual todas las
longitudes de onda, hay un predominio de unas sobre otras dando
como resultado una radiación cromática.
La reflexión siempre es selectiva, Los materiales de
color absorben las longitudes de onda de luz blanca de forma
selectiva y solo reflejan las de su propio color, el resto las
absorben.
El objeto de la
ilustración, pintado en tres franjas, e iluminado con
luz blanca permite observar dichas tres franjas. Si es iluminado
con luz roja veremos como roja la franja blanca y negras las
otras dos.
Objetos que permiten el paso de la luz
No todos los materiales son
opacos a la luz, el vidrio, el agua, y
ciertos plásticos,
por ejemplo, son transparentes mientras que el papel vegetal
y el cristal opaco con textura dispersan la luz transmitida
(transmiten la luz pero la dispersan, de manera que no permiten
que se vea con claridad lo que está al otro lado) y por
ello se llaman translúcidos.
Los objetos transparentes y translúcidos dejan pasar la
luz, o al menos una fracción de ella. La atmósfera
es transparente así como otros gases;
también lo son algunos líquidos, como el agua y el
alcohol, y
algunos sólidos, como el vidrio y la lucita. En realidad,
habría que aclarar que estos objetos no son perfectos
transmisores de la luz. De toda la luz que entra en un medio
transparente, una parte es absorbida por el medio. Además,
una fracción de la luz que incide es reflejada por la
superficie del medio, sin entrar en él, aunque éste
sea transparente. Por tanto, la luz que logra atravesar el medio
es la que no ha sido ni reflejada, ni absorbida. Esta
combinación de efectos es la que da lugar a la
superposición de imágenes reflejadas y transmitidas
por un vidrio liso o por una superficie de agua clara,
por ejemplo
Ya hemos visto que la luz se propaga con trayectoria
rectilínea y velocidad constante en cada medio pero cuando
incide en un objeto que permite el paso de la luz se comporta de
muy diversas maneras, produciéndose diversos
fenómenos de los que, por sus consecuencias
fotográficas, nos interesan los siguientes:
absorción-transmisión, refracción,
dispersión, difracción y
polarización.
Absorción y transmisión
Un rayo luminoso que penetra desde el aire en un medio
transparente, por ejemplo un cristal, si tiene una trayectoria
perpendicular a la superficie de éste, continuará
su trayectoria recta sin ninguna desviación. Si el cristal
es translúcido el rayo luminoso lo atravesará para
dispersarse a continuación en todas direcciones. Si el
cristal es coloreado (un filtro) la transmisión
será selectiva y solo pasarán a su través
aquellas longitudes de onda que correspondan con el matiz del
cual está coloreado el cristal. La transmisión de
la luz, al igual que la reflexión, siempre es selectiva,
Los materiales transparentes y translúcidos de color
absorben las longitudes de onda de forma selectiva y solo
transmiten las de su propio color, el resto las absorben. Si un
rayo de luz blanca incide sobre un cristal rojo, el cristal
absorberá todas las longitudes de onda excepto la roja que
será la única transmitida.
Si un rayo de luz azul incide sobre el mismo cristal rojo, no
habría transmisión de color. Toda la energía
lumínica sería absorbida y transformada en calor.
Cuando la luz incide sobre una superficie negra, mate y opaca, es
absorbida prácticamente en su totalidad,
transformándose en calor. Los filtros fotográficos
utilizan esa transmisión selectiva para dejar pasar solo
unas ciertas longitudes de onda y retener las demás. De
ello hablaremos con detenimiento más adelante.
Refracción
Es un fenómeno que ocurre dentro del de la
transmisión cuando la luz atraviesa un material
transparente de forma oblicua (si lo atraviesa en
dirección perpendicular no hay refracción). Cuando
los rayos luminosos inciden oblicuamente sobre un medio
transparente, o pasan de un medio a otro de distinta densidad,
experimentan un cambio de
dirección que está en función
del ángulo de incidencia (a mayor ángulo mayor
refracción), de la longitud de onda incidente ( a menor
longitud de onda mayor refracción), y del índice de
refracción de un medio respecto al otro.
Este fenómeno tiene importancia capital en
fotografía, ya que la luz antes de formar la imagen
fotográfica ha de cambiar frecuentemente de medio: aire –
filtros – vidrios de los objetivos –
soporte de la película.
Ya dijimos que la luz disminuye su velocidad en función de
la densidad del
medio que atraviesa. En el caso de los vidrios ópticos,
viene a ser aproximadamente de unos 195.000 Km/seg. Si un rayo de
luz incide perpendicularmente sobre la superficie del vidrio,
sufre una disminución de su velocidad pero no se
desvía. Por el contrario, si lo hace oblicuamente, la
parte del frente de ondas que llegue primero sufrirá un
frenazo y continuará avanzando a inferior velocidad,
mientras que el resto del rayo continua todavía unos
instantes a mayor velocidad. Esta diferencia de velocidades en la
parte frontal del rayo luminoso es la que produce la
desviación de su trayectoria. Quizá se comprenda
mejor si imaginamos un coche que circulando por autopista penetre
en una zona embarrada: si entra de frente, sufrirá una
disminución de su velocidad pero la trayectoria
continuará siendo recta. Ahora bien, si penetra
oblicuamente, una rueda se verá frenada antes que la otra
con el consiguiente cambio de trayectoria. La refracción
sigue también un par de leyes, casi tan sencillas como las
de la reflexión, La primera de ellas nos dice que el rayo
incidente y el refractado están sobre el mismo plano. En
la segunda interviene un parámetro que caracteriza al
medio: el índice de refracción, n.
Cuando un rayo de luz pasa de un medio a otro con diferente
índice de refracción, se desvía. La
desviación es mayor cuanto mayor es el índice de
refracción del segundo medio. Si el índice de
refracción del segundo medio es mayor que el del primero,
el rayo se quiebra, una
cuchara parcialmente sumergida en agua parece quebrada, la imagen
sumergida parece alejarse de la superficie. Cuando disminuye el
índice de refracción, sucede lo contrario: el rayo
se acerca a la superficie.
Se llama índice de refracción de un medio a la
relación entre la velocidad de la luz en el vacío y
la que tiene en un medio concreto, por
ejemplo en el aire o en el agua. Se expresa de la siguiente
forma: n = c/v donde "n" es el índice de refracción
de un medio específico, "c" es la velocidad de la luz en
el vacío y "v" es la velocidad de la luz en el medio
concreto.
El índice de refracción de un medio se determina
usando como referencia el del vacío, al que se le asigna
el valor n=l.
Así, el índice del aire es un poco mayor que 1, el
del agua es 1.33, y el del vidrio es aún mayor. Los
vidrios ópticos utilizados en la fabricación de
objetivos cinematográficos alcanzan un valor
más elevado. En general, el índice de
refracción de los materiales es mayor que 1.
Cuando la luz atraviesa un vidrio de caras paralelas,
los rayos se desplazan ligeramente, por la refracción que
sufren al entrar en el vidrio y al salir de él; pero salen
paralelos a la dirección original. Por ello las
imágenes vistas a través de una ventana no se
distorsionan. Cuando, en cambio, la luz atraviesa una lente,
cuyas caras no son paralelas, cada uno de los rayos es desviado
de manera diferente: las lentes convexas los concentran, las
cóncavas los dispersan. Por ello las imágenes
vistas a través de las lentes no reproducen fielmente a
los objetos en tamaño y en forma. En esta útil
propiedad se
basan los diseños ópticos de todos los objetivos
fotográficos como veremos más adelante.
Dispersión
Como acabamos de ver, uno de los factores que afectaban
a la refracción, era la longitud de onda de la luz
incidente. Como la luz blanca es un conjunto de diversas
longitudes de onda, si un rayo cambia oblicuamente de medio, cada
una de las radiaciones se refractará de forma desigual,
produciéndose una separación de las mismas,
desviándose menos las de onda larga como el rojo y
más las cercanas al violeta. En la práctica la
dispersión determina el color del cielo y por tanto la
iluminación natural, así como las
aberraciones cromáticas y el diseño
de los objetivos que veremos más adelante.
La luz blanca está compuesta de ondas de diversas
frecuencias. Cuando un rayo de luz blanca pasa a través de
un prisma de vidrio, se descompone en sus colores simples, es
decir, se dispersa de acuerdo a la longitud de onda. Un prisma
produce mayor difracción porque, al no ser sus caras
paralelas, los rayos refractados han de recorrer un camino
aún mayor que provoca, al salir el rayo, una
refracción más exagerada. El haz de luz disperso
forma una imagen a la manera de una franja de colores que recibe
el nombre de espectro visible. La dispersión de la luz se
debe a que en un determinado medio (vidrio por ejemplo) no todas
las radiaciones luminosas se propagan con la misma velocidad, y
esto depende de la longitud de onda de dichas radiaciones,
así las radiaciones de menor longitud de onda son las mas
desviadas que las de menor longitud de onda.
distinguiéndose perfecta y sucesivamente los colores rojo,
naranja, amarillo, verde, azul, añil y violeta.
El color del cielo se debe al fenómeno de la
dispersión de la luz solar por la atmósfera. El
único medio perfectamente transparente es el vacío,
la atmósfera es un gas y siempre que
un haz de luz atraviesa un gas, las
moléculas del gas desvían una parte de esa luz en
todas direcciones. Si el gas no es denso, la mayor parte de los
rayos de luz lo atravesarán sin desviarse, pero algunos de
ellos chocarán con las partículas de gas y
rebotarán en todas las direcciones posibles. Conforme
aumenta la densidad del gas, se hace más notable el efecto
de la dispersión. También los líquidos y los
sólidos transparentes dispersan una fracción de la
luz que los atraviesa, sobre todo cuando contienen impurezas.
Cuando la dispersión es alta, se habla ya no de materiales
transparentes, sino traslúcidos: aquellos que transmiten
la luz de manera difusa.
El efecto de dispersión por la atmósfera es
más notable en la luz violeta y azul que en el resto del
espectro. Por ello, aunque la luz solar es blanca, el sol aparece
amarillento cuando lo miramos de frente (porque ha perdido una
parte de su componente azul); en cambio la luz dispersada por la
atmósfera, que ilumina el cielo, es esencialmente azul. Al
acercarse el sol al horizonte, la luz que nos llega tiene que
atravesar una capa más gruesa de atmósfera, por lo
que la dispersión aumenta; la mayor parte de la luz
violeta, azul y verde es desviada, de manera que sólo nos
llegan los colores comprendidos entre el amarillo y el rojo. A
esto se debe el color de los ocasos.
La dispersión producida por partículas más
grandes es más irregular y afecta a todos los colores por
igual. Por eso, cuando hay vapor de agua o partículas de
polvo en la atmósfera, el cielo pierde su color azul y
adquiere una apariencia blanquecina y difusa. Como estos
ingredientes adicionales de la atmósfera, además de
dispersar absorben una mayor fracción de la luz, el cielo
se oscurece; se ve gris.
El arco iris es una consecuencia de la dispersión: cuando
la luz del sol atraviesa las gotas de lluvia, esa luz es
reflejada y refractada en el interior de cada gota produciendo un
efecto similar al del prisma. El color rojo es el que menos se
refracta y se encuentra por ello en la parte exterior del
arco.
Difracción
Es la desviación de los rayos luminosos cuando inciden
sobre el borde de un objeto opaco. El fenómeno es
más intenso cuando el borde es afilado. Aunque la luz se
propague en línea recta, no hay que olvidar que tiene
naturaleza ondulatoria y, al chocar con un borde afilado, se
produce un segundo tren de ondas circular. Esto da lugar a una
zona de penumbra que destruye la nitidez entre las zonas de luz y
sombra. Este fenómeno ocurre, como veremos más
delante, al incidir la luz sobre los afilados bordes del
diafragma de los objetivos.
Polarización
La luz se propaga a partir de la fuente emisora en todas
las direcciones posibles y en forma de ondas perpendiculares a la
dirección del desplazamiento. La orientación de las
crestas respecto a la dirección de propagación
() determina el ángulo de polarización.
Podemos hablar por tanto de componentes verticales y horizontales
de la luz y en este sentido el efecto de un filtro de
polarización se basa en su propiedad de
ser transmisor solo de determinadas direcciones de
oscilación y de absorber las otras direcciones de
oscilación de la luz.
La luz polarizada vibra en un solo plano. Las ondas luminosas no
suelen estar polarizadas, de forma que la vibración
electromagnética se produce en todos los planos; la luz
polarizada, por el contrario, sigue una pauta de vibración
regular y sencilla, lo que ha encontrado varias aplicaciones en
óptica
y fotografía.
La luz (o parte de ella) se polariza de varias formas:
cuando se refleja según cierto ángulo en
superficies brillantes y pulidas no metálicas, como
vidrio, agua o madera
barnizada; cuando es dispersada por las diminutas
partículas de gas y polvo de la atmósfera; y cuando
atraviesa ciertos tipos de cristales traslúcidos. Los
filtros polarizadores, que están formados por diminutos
cristales con esta propiedad montados entre dos vidrios
ópticos, encuentran varias aplicaciones en
fotografía, de las que las más conocidas son el
oscurecimiento del cielo azul, y la eliminación de
reflejos de superficies no metálicas. Al eliminar los
reflejos, lo que en realidad hace el filtro es cortar el paso a
unos rayos luminosos que ya habían sido polarizados y
darlo a los que no lo habían sido. El filtro tiene un
plano de polarización específico y basta girarlo
para controlar la proporción de luz a la que se da paso;
las variaciones posibles crecen si se combinan dos filtros, que
interrumpirán por completo el paso de la luz cuando sus
planos de polarización sean perpendiculares.
Autor:
Antonio Cuevas Ortiz