¿Por qué existen los colores?

¿Por qué existen los colores?

Todo irradia energía electromagnética en cada longitud de onda, en virtud de estar a una temperatura superior al cero absoluto. A temperatura ambiente, la radiación en la banda visible, 400 nm -700 nm, es demasiado débil para detectarla. Sin embargo, nuestro Sol tiene su intensidad de radiación máxima en esta banda. Sin embargo, también irradia mucho en longitudes de onda fuera de esta banda.

Las superficies reflejan al menos parte de la luz que las golpea en cualquier longitud de onda, incluida la banda visible. Algunos objetos absorben una gran fracción de la luz que los golpea en alguna banda de longitudes de onda, pero tales objetos y bandas de longitud de onda son inusuales.

Los objetos tienen un color que no sea blanco, gris o negro, porque su absorción de luz depende en gran medida de la longitud de onda de esa luz, incluso dentro de la banda estrecha y visible. La razón es que un fotón de luz en esa banda tiene energía en un área especial:

  • Bajo límite de energía :
    La energía es lo suficientemente grande como para mover electrones en muchas moléculas, pero estos electrones existen en bandas estrechas de energía dentro de esas moléculas y, en consecuencia, su tendencia a absorber un fotón depende en gran medida de la energía del fotón.
  • Límite superior de energía :
    La energía no es lo suficientemente grande como para destruir rápidamente las moléculas típicas, especialmente las moléculas orgánicas.

Estas consideraciones tienden a hacer que las superficies en la banda visible tengan una fuerte dependencia de la absorción en la longitud de onda. La dependencia sensible de la absorción de la longitud de onda en la banda visible es lo que llamamos el “color” de una superficie. Las sustancias que tienen una dependencia tan sensible de la absorción en la longitud de onda se denominan “tintes” y / o “pigmentos”.

La dependencia sensible de la absorción de colorantes a la longitud de onda en la banda visible también hace posible la evolución de los ojos que son sensibles a esa dependencia. Nuestros ojos detectan la luz al detectar la carga eléctrica que los tintes en nuestras retinas liberan cuando absorben un fotón. Detectan los colores al detectar la estimulación diferente de tres tintes diferentes. En la banda visible, los fotones son lo suficientemente energéticos como para impulsar este proceso, pero no lo suficientemente energéticos como para destruir las intrincadas estructuras en nuestras retinas que crean y exponen esos tintes y detectan sus eventos de absorción.

Lo anterior explica por qué es tan importante proteger nuestros ojos y otras partes de nuestros cuerpos, de la luz más enérgica que la banda visible. La banda visible está cerca del rango destructivo para poder provocar eventos de liberación de carga.

Los colores son realmente asignados a las longitudes de onda de la luz por nuestro cerebro.

Cuando los fotones golpean las células cónicas en las retinas de nuestro ojo, transfieren su energía a los electrones en las sustancias químicas contenidas en las células. Esto cambia el nivel de energía de los productos químicos que conduce a una reacción electroquímica que envía una señal al cerebro. Las diferentes longitudes de onda de la luz transfieren diferentes niveles de energía y causan diferentes reacciones y diferentes señales. El cerebro recibe la señal del nervio, tu cerebro la interpreta y le dice a tu mente que estás viendo la luz de una determinada longitud de onda o color.

Naturalmente, nuestros ojos evolucionaron para detectar las longitudes de onda de luz más prominentes del Sol que nos fueron más útiles como cazadores y recolectores. Aquellos que vieron los colores tuvieron más éxito en mantenerse vivos y reproducirse.

Otras criaturas ven otras longitudes de onda de luz como color. Las abejas, por ejemplo, ven colores en la luz ultravioleta que les ayuda a identificar las flores que son de mayor valor para ellas. La visión del color requiere mucha energía y poder cerebral, por lo que algunas criaturas que viven en un entorno donde ver el color no es importante para su supervivencia, no lo ven en absoluto. Solo variando las intensidades de luz.

En resumen, los colores que vemos realmente están en nuestras mentes. Nuestras mentes nos dicen qué longitud de onda de luz estamos detectando asignando un color a la longitud de onda.

Las cosas que no reflejan ninguna luz en esa banda son negras. Las cosas que reflejan todas las frecuencias en esa banda igualmente son blancas. En el medio es gris.

Esa banda corresponde a las energías de muchas transiciones atómicas y moleculares, por lo que no es sorprendente que los materiales naturales tengan colores. Un ejemplo notable es la hemoglobina, que hace que la sangre sea roja.

Muchos colores brillantes de los organismos vivos evolucionaron junto con la visión del color de otros organismos para funciones como atraer animales a la fruta madura para que esparzan la semilla, atraigan polinizadores a las flores, atraigan a las parejas y adviertan a los depredadores de veneno o veneno.

Los objetos en sí mismos no tienen color. Ni siquiera la luz tiene color. Tu mente te está engañando. Para comprender por qué existen los colores, debe comprender cómo funciona la visión. No vemos el mundo con nuestros ojos. El mundo que vemos existe en nuestra cabeza.

Los ojos tienen detectores de ondas electromagnéticas en la retina llamados bastones y conos. Hablaré principalmente sobre los conos en este párrafo. Los conos hacen dos cosas. Le dicen al cerebro de qué dirección provienen las ondas em y la frecuencia de esas ondas. Con esta información, el cerebro construye una representación visual de nuestro entorno. Este es el mundo que vemos.

Ahora imagine escribir en una hoja de papel negra con un bolígrafo negro. No veras nada. Para crear cualquier tipo de percepción visual necesitas contraste. Por eso existen los colores. El cerebro interpreta diferentes frecuencias o combinaciones de ellas como colores diferentes. La percepción del color proporcionó una ventaja evolutiva ya que hace que sea más fácil ver a los depredadores para encontrar fruta madura, por lo que el rasgo se transmitió. Vemos colores porque sin colores no veríamos nada.

Las longitudes de onda que vemos como colores tienen la energía para excitar los pigmentos biológicos, pero caen por debajo de la energía de la luz ultravioleta que tiende a destruir el material biológico.

No percibimos colores de untravioleta de luz infrarroja porque no tenemos sensores sintonizados para seleccionar entre ellos. La razón por la que creemos que la luz tiene color es porque tenemos varios pigmentos visuales en nuestra retina, cada uno de los cuales responde a una frecuencia de luz diferente.

El color no existe en gran medida para los depredadores porque tiene poca relevancia para ellos. Sus ojos son muy sensibles al nivel de luz y al movimiento, pero el color solo sería una distracción.

Vemos el color porque descendemos de los que comen frutas y el color es un sentido importante para los que comen frutas.

Los colores solo existen en nuestras mentes. La luz brilla a diferentes frecuencias y fue una ventaja para nosotros (nuestros antepasados ​​hace millones de años) poder distinguir entre estas frecuencias, y lo que consideramos colores es el sistema que evolucionó para manejar esto.

El color de un objeto es la sección de la longitud de onda visible que el objeto refleja y no absorbe. Esencialmente, es el único color que el objeto NO es. Hay muchas sustancias incoloras, como el agua y el vidrio transparente, pero no absorben todas las longitudes de onda, simplemente las dejan pasar. Si un objeto absorbiera todas las longitudes de onda, sería negro. Si reflejara todo, sería blanco.

Hay colores, porque los conocemos cuando los vemos.
Incluso un niño de 10 años sabe que los colores son reales, si pueden verlos.

Explicado en detalle: la respuesta de Gareth Taylor a: ¿Son reales los colores?