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UNIDAD 5:
LUZ Y COLOR
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1)TEORIAS SOBRE LA NATURALEZA DE LA LUZ
-TEORÍA ELECTROMAGNÉTICA: Maxvell llegó a demostrar la existencia de las ondas electromagnéticasy a deducir que la velocidad de éstas es equivalente a lavelocidad de la luz en el vacío; como consecuencia defi-ne a las ondas luminosas como electromagnéticas.
-OBJECCIONES(quedan sin explica-ción)
*Los fenómenos de radiación por absorción.
*Los fenómenos fotoeléctricos.
*La emisión de luz por cuerpos incandescentes.
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2)RADIACIÓN ELECTROMAGNÉTICA
Son ondas planas transversales formadas por un campo eléctrico “E” y otro magnético “B” perpendiculares entresi, cuya intensidad varía sinusoidalmente con el tiempo yel espacio y cuya dirección de propagación es perpendicu-lar a ambos campos. La amplitud determina indirectamenteel brillo o la intensidad de la luz. La velocidad de las ondases constante.
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3)ESPECTRO LUMINOSO:3)ESPECTRO LUMINOSO:
-ESPECTRO VISIBLE: parte del espectro luminoso capaz de impre-sionar el sentido de la vista. Está comprendido entre el violeta y el rojo.-ESPECTRO NO VISIBLE: comprense las dos franjas extremas de radiaciones ultravioleta e infrarrojas.
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4)COLOR DE LA LUZ4)COLOR DE LA LUZ
Las diferentes longitudes de onda del espectro visible son percibidas por el ojo humano como colores. El color no es intrínseco a la luz, sino que, constituyen una percepciónvisual estimulada por ella.
5)EMISIÓN DE LA LUZ5)EMISIÓN DE LA LUZ
La energía luminosa que impresiona nuestra retina puede proceder de dos fuentes: primarias que son todas aquellas que emiten radiacio-nes luminosas y las secundarias que emiten la luz que reciben de lafuente primaria.
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1)REFLEXIÓN
-Los rayos luminosos que llegan son reflejados selectivamente según su longitud de onda o uniformemente, cuando se refleja todo el espec- tro luminoso.
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1.1REFLEXIÓN ESPECULAR
-Es el tipo de reflexión producido al incidir la luz sobre una super-ficie perfectamente pulimentada.-Leyes: 1.El rayo incidente, la normal y el rayo reflejado están en el mismo plano. 2.El ángulo de incidencia y el de reflexión son iguales.
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1.2REFLEXIÓN SEMIESPECULAR
-Cuando la luz incidente llega a una superficie lisa mate es reflejadaen ángulos ligeramente diferentes pero en la misma dirección generaldando lugar a una reflexión intermedia.
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1.3)REFLEXIÓN DIFUSA1.3)REFLEXIÓN DIFUSA
La luz que les llega con una sola dirección será reflejada por cada una de estas microscópicas superficies
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1.4REFLEXIÓN ACROMÁTICA/CROMÁTICA
Si se reflejan por igual todas las longitudes de onda del espectro sedenomina acromática. Si la reflexión afecta diferentemente a las distintas longitudes de onda se denomina cromática.
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2)REFRACCIÓN DE LA LUZ
-DEFINICIÓN: cambio brusco de dirección que experimenta un rayoluminoso en su propagación al cruzar la superficie de separación de dos medios transparentes.-LEYES: 1.El rayo incidente , la normal y el refractado están en el mismo plano. 2.El seno del ángulo incidente, entre el del ángulo refractado dan una constante llamada índice de refracción.
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2.1GRADO DE DESPLAZAMIENTO DEL
RAYO REFRACTADO
-DEPENDE
*De la densidad óptica relativa de las sustancias quecomponen los dos medios.
*Del ángulo de incidencia.
*De la longitud de onda del rayo incidente.
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2.1.1ÍNDICE DE REFRACCIÓN
-DEFINICIÓN: es el cociente entre la velocidad de la luz en el vacíoy la velocidad de la luz en el medio considerado;
N=C/V
-INDICE DE REFRACCIÓN DEL
VACÍO:1AIRE:1,000294AGUA:1,338VIDRIO: de 1,4 A 1,6
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2.1.2ÁNGULO DE INCIDENCIA
-El ángulo crítico es el ángulo de incidencia al que corresponde unángulo de refracción de 90º.
-Las cuatro variantes son:
A)0º=ángulo de incidencia.
B)0º<ángulo de incidencia<ángulo crítico
C)0º<ángulo de incidencia=ángulo crítico
D)0º<ángulo de incidencia>ángulo crítico.
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2.1.3LONGITUD DE ONDA DEL RAYO INCIDENTE
Cuando la luz blanca pasa de un medio a otro sufre diferente desviación para cada longitud de onda. Este fenómeno es co-nocido como dispersión. En virtud a esto se descompone la luz blanca en las distintastonalidades.
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3)ABSORCIÓN DE LA LUZ
-La cantidad de luz que incidiendo sobre una superficie determinadano es transmitida ni reflejada, resulta absorbida.
Los cuerpos pueden ser
*Transparentes
*Translúcidos
*Opacos: blancos, negros grisesy coloreados.
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4)INTERFERENCIA
-Cuando dos o más rayos luminosos se superponen, forman una única onda cuya amplitud es el resultado de la suma de las dos am-plitudes.
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5)DIFRACCIÓN5)DIFRACCIÓN
-Cuando dos rayos luminoso se desplazan en su trayectoria rec-tilínea próximos a un borde opaco son ligeramente desviados.
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6)POLARIZACIÓN:6)POLARIZACIÓN:
-Los haces de luz no polarizada consisten en radiaciones electro-magnéticas con vibraciones transversales de igual magnitud.
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1)GLOBO OCULAR
-Es un órgano de forma circular alojado en la órbita ciliar, conun diámetro de 24mm y un abobamiento en la parte anterior. Está encerrado por capas concéntricas, y su interior lo forman medios transparentes.
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1.1MEMBRANAS CONCÉNTRICAS
-ESCLERÓTICA: es la membrana más externa, es gruesa, fibrosa, resis tente y opaca. Esta provista de dos aberturas.
-COROIDES: es la segunda capa del ojo. Es de color oscuro. En su par- te anterior se prolonga en el músculo ciliar y en la posterior deja paso al nervio óptico.
-RETINA: es la más interna. Está formada por las prolongaciones del nervio óptico y adosada a la coroides. Posee: Conos y bastones, células bipolares y células ganglionales.
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1.2MEDIOS TRANSPARENTES
-LÍQUIDO LACRIMAL: está formado por agua y cloruro sódico en disolución. Sus funciones son mantener húmeda la córnea .
-HUMOR ACUOSO: está compuesto por una dispersión de albúmina en agua salada.
-CRISTALINO: es una lente biconvexa formada por numerosas fibras transparentes. Está creando constantemente fibras.
-HUMOR VÍTREO: es una sustancia gelatinosa difícilmente regenera- ble y que se encuentra entre la membrana hialoide y la retina.
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2.PROCESO VISUAL ÓPTICO
2.1 SIMIL OJO CÁMARA 2.1 SIMIL OJO CÁMARA FOTOGRÁFICAFOTOGRÁFICA
La esclerótica--------------------------------------Cámara
Coroides--------------------------------------------Revestimiento negro
El iris------------------------------------------------Diafragma
La córnea y el cristalino--------------------------Objetivo
La retina---------------------------------------------Placa fotosensible
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2.2FORMACIÓN DE IMÁGENES
-Campo visual: con el ojo fijo se aprecia un campo visual nítidode unos 50´de arco y un campo de 165º.
-Acomodación: es el proceso mediante el cual se modifica la distancia focal para que los objetos situados entre el punto próximoy el punto remoto estén a foco
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2.3REGULACIÓN LUMINOSA
Se efectúa automáticamente al modificarse la abertura deliris entre 2mm, para niveles altos de iluminación retinal y8mm para niveles bajos.
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2.4ABSORCIÓN DE LOS RAYOS DISPERSOS
La capa pigmentaria de la coroides absorbe los rayos dis-persos que de otra forma perjudicarían la nitidez de la ima-gen.
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2.5ABERRACIONES
Quedan minimizadas por la curvatura de la superficie don-de se enfoca la imagen y las aberraciones de tipo cromático.
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3)PROCESO VISUAL FOTOQUÍMICO
3.1PÚRPURA VISUAL/RODOPSINA
La transformación de la energía que transporta la radiación lumi-nosa en impulsos nervioso, se realiza en los conos y los bastonesteniendo una fase fotoquímica.
Sustancia compuesta de un grupo pigmentario, retineno y unaproteina llamada opsina. Tiene la propiedad de descomponerse con la luz para formar opsina+retinal.
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3.2RESPUESTA DEL OJO A DISTINTOS NIVELES
LUMINOSOS
La retina funciona de acuerdo a dos modalidades según el nivel lu-minoso en que se produce el fenómeno de la visión. El nivel de lu-minancia que separa ambas formas de actuar se denomina fotópica y a las de bajas luminosidades escotópica.
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3.3.ADAPTACIÓN
El proceso de adaptación involucra cambios de abertura de iris en consonancia con la iluminación retinal; cambios de concentración de pigmentos en los fotorreceptores...
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4)PARÁMETROS DE INFORMACIÓN VISUAL
4.1CROMATICIDAD-Cada color puede definirse por tres magnitudes: *Color percibido *Color psicofísisco Luminosidad (brillo) Luminancia (lux) Cromia: Tonalidad cromática Cromaticidad: Longitud de onda Saturación Pureza-Tono/matiz: es la cualidad del color que permite decir que un objeto es rojo.-Saturación: se refiere objetivamente a la pureza del color.
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4.2DETALLE4.2DETALLE
La agudeza visual es la capacidad que tiene el ojo para determinarcon precisión las características de la imagen
-Coordenadas
*Mínimo visible: se refiere a la percepción de obje-tos de tamaño finito.*Mínimo separable: s la capacidad del ojo para dis-cernir objetos próximos entre si.*Mínimo cognoscible: se refiere al conocimiento deformas y las pruebas se realizan con caracteres alfa-numéricos
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4.3MOVIMIENTO4.3MOVIMIENTO
-PERSISTENCIA RETINIANA: cuando una imagen se forma sobre laretina existe un tiempo de retardo de la sensación respecto al estimulo.
-FENÓMENO FI/PHI:es la segunda característica que refuerza la per-cepción del movimiento aparente.
-FRECUENCIA CRÍTICA DE FLUCTUACIÓN: frecuencia de una fuente luminosa de luminancia fluctuante a la cual la luz se ve comocontinua debido a que los elementos fotoconversores no tienen tiemposuficiente para seguir un ciclo.
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5)DEFECTOS DE LA VISIÓN 5)DEFECTOS DE LA VISIÓN HUMANAHUMANA
-AMETROPIAS
*Miopía: los objetos lejanos se enfocan delante de la retina.*Hipermetropía: ocurre lo contrario que en la miopia.*Astigmatismo: cuando la córnea no es simétricarespecto al eje de revolución.*Vista cansada: falta de acomodación del cristalino.
-DEFECTOS EN LA PER-CEPCIÓNDEL COLOR
*Monocromatopsia:se produce al no funcionar los conos.*Discromatopsia: cuando alguno de los tres pigmentos no funciona.*Protanopes: confunde verdes con rojos y azules con púrpuras.*Deuteranopes: confunde verdes, amarillo y rojos.*Tritanopes: percibe azules y amarillos como neutros.*Tricomatopsia: funcionan los tres conos diferentes.
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1)ASPECTO CUANTITATIVO DE LA EMISIÓN
1.1UNIDAD PATRÓN/ INTENSIDAD LUMINOSA
-Nueva Bujía o Candela: es la adoptada por la CIE en 1948para solucionar los problemas derivados de la bujíainterna-cional. Es 1/60 de la intensidad luminosa de un cm al cua-drado de platino puro elevado a la temperatura de fusión.
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1.2FLUJO LUMINOSO
1.3LUZ INCIDENTE SOBRE UNA SUPERFICIE
-Flujo luminoso:flujo radiante medido según su capacidad deproducir en nuestro ojo/cerebro la sensación de brillo. La uni-dad es el lumen que es la cantidad de flujo luminoso que pasapor segundo a través de un ángulo sólido de 1 estereorradián.
-Iluminancia: es el flujo luminoso incidente por unidad de área. Su unidad es el Lux que es la iluminación producida sobre una superficie de 1 metro cuadrado.
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2)TEMPERATURA DE COLOR
-CUERPO NEGRO/RADIADOR INTEGRAL/RADIADOR DE PLANCK: el cuerpo negro es un objeto teórico que puede conseguirseen la practica .
-TEMPERATURA DE COLOR DE UNA LUZ CUALQUIERA: equivale a la temperatura expresada en grados Kelvin, a la que hayque elevar el cuerpo negro para que la radiación emitida sea similara la considerada.
-TEMPERATURA DE COLOR CORRELACIONADA: cuando elcuerpo negro no puede emitir una radiación similar a la considerada es ésta la que mejor se adapta.
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1)FOTÓMETROS: INTRODUCCIÓN HISTÓRICA
2)EXPOSÍMETRO
Son aparatos que sirven para comparar dos fuentes lumi-nosas, calculando la intensidad por medio de la igualación.
Permite conocer la exposición que debe darse a un materialfotosensible al medir la luz existente en la escena. Para elloutiliza un fotómetro y un calculador
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3)UTILIZACIÓN DE LOS 3)UTILIZACIÓN DE LOS EXPOSÍMETROSEXPOSÍMETROS
-Método de luz incidente: se mide el flujo luminoso incidente porunidad de área.
-Método de luz reflejada: Se mide la luminancia o brillantez del sujeto.
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4)TERMOCOLORÍMETROS4)TERMOCOLORÍMETROS
Es un aparato de medición con una o más fotocélulas expuestas Es un aparato de medición con una o más fotocélulas expuestas a la luz incidente a través de los filtros apropiados para dar unaa la luz incidente a través de los filtros apropiados para dar unalectura de los valores espectrales de la luz incidente.lectura de los valores espectrales de la luz incidente.
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1)LEYES DE GRASSMAN Por síntesis aditiva del color es posible conseguir todos los coloresperci-bidos mezclando 3 franjas del espectro visible en la proporciónde intensi-dad adecuada siempre que ninguno de los tres iluminantes elegidos pueda obtenerse por mezcla de otras dos.
Cualquier radiación cromática que se mezcle aditivamente con otras pue-de ser sustituida por una radiación cromática equivalente. Siempre que 2 superficies nos produzcan igual sensación cromática podemos variar su luminancia, manteniendo constante el matiz y lasaturación, sin que varíe la igualdad cromática entre ambas superficies.
Puesto que cualquier color puede crearse por síntesis aditiva de colores primarios y dado que al mezclar aditivamente estos componentes suma-sus respectivas luminancias, podemos concluir que la luminancia de un color cualquiera equivale a la suma de las dos luminancias de los primarios.
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1)SISTEMAS DE 1)SISTEMAS DE ESPECIFICACIÓN DEL COLORESPECIFICACIÓN DEL COLOR
-SISTEMAS SUBJETIVOS: -SISTEMAS SUBJETIVOS: se basan en las tres coordenadas del co-lor percibido: tonalidad cromática, saturación y luminosidad.
-SISTEMAS OBJETIVOS:-SISTEMAS OBJETIVOS: son aquellos en los que se parte de los a-tributos psicofísicos del color como luminancia, longitud de onda, pure-za.
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2)SISTEMAS CIE2)SISTEMAS CIE
-Sistema R-G-B: partiendo de los estímulos estándar monocromá-ticos hallaron todas las ecuaciones unitarias de los colores. Las componentes tricomáticas en este sistema se denominaron r,g,b. El mayor problema de esta representación surge de que la ma-yor parte de los colores tiene una de las coordenadas negativas.
-Sistema X-Y-Z: no posee coordenadas tricomáticas negativas. Elblanco E debe seguir teniendo coordenadas. El valor del compo-nente tricromático”y” debe indicar la luminancia del color deter-minado, mientras que las otras deben indicar cromaticidad.
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-Consideraciones sobre el TIC: sólo nos da indicaciones de su cromaticidad, pero no de la luminosidad. Todos los colores quedan definidos en el TIC tanto por sus coordenadas triestí-mulo como por la pareja de valores de cromaticidad.