Digamos que tengo una luz naranja. ¿Tiene una sola longitud de onda o varias longitudes de onda?

Los dos allá arriba tienen razón, pero …

También está la cuestión de qué quieres decir con luz naranja. No todo lo que percibes como naranja es naranja también en el sentido de que hay luz a una frecuencia / longitud de onda en el área naranja. Mírate, lo que sale de tu pantalla. Puede ver allí también algo naranja. Allí, sin embargo, tiene píxeles individuales en rojo, verde y azul. La impresión de que están ahí para la luz naranja, solo surge en tu mente. Es decir, las células receptoras (conos) se estimulan en consecuencia en su retina. Si no eres un mutante, entonces tienes un pin para tres rangos de frecuencia diferentes. Estos rangos de frecuencia se superponen de manera que la luz excita una frecuencia dada en pines generales para diferentes rangos de frecuencia. Sin embargo, las frecuencias características de la luz roja, verde y azul son principalmente atribuibles a cada uno de estos rangos de frecuencia. La impresión de Orange surge en que R, G, B están representados en la pantalla con tanta intensidad, las clavijas tan excitadas, como si la luz se encontrara con una longitud de onda en el área de Orange.

Y con monocromático significa exactamente la longitud de onda. El color de la hoja es, incluso si parece totalmente verde, todavía una mezcla de diferentes tonos de verde. Luz monocromática perfecta que obtienes ni siquiera en condiciones de laboratorio. Incluso un láser se acerca a este ideal, es muy, muy, sin alcanzarlo.

La luz con una longitud de onda de 500 nm es azul. Pero un objeto azul tiene un rango completo de frecuencias diferentes y solo una gran parte está en algún lugar cercano a 500 nm.

Aquí puede ver el espectro de una lámpara de vapor de sodio. Las lámparas de vapor de sodio se encienden en una naranja muy intensa. Tan naranja que prácticamente ya no se ven otros colores, son una fuente de luz casi monocromática. Y, sin embargo, se ven en el espectro muchos otros colores, muchos de ellos por imperfección de la lámpara. E incluso cuando observas el sodio puro en el laboratorio, no es monocromático: ¡la luz es una mezcla de dos tonos diferentes de naranja (y también es una franja amarilla y una azul debajo, pero se sumerge por completo)!

¿Porqué es eso? Ahora puedo dar un curso de física atómica, pero se puede predecir que los átomos emiten luz, siempre lo hacen en varias frecuencias diferentes. Si desempacas los átomos juntos para formar moléculas, estas bandas de frecuencia son aún más anchas. Y la naturaleza (conocida) ahora está compuesta en gran parte de átomos y moléculas. Para las otras especies, para generar luz, lo mismo se aplica porque es un problema conceptual con la emergencia de la luz.

¿Cómo se puede prevenir el (en gran medida)? Con un laser. El láser garantiza que las diferentes frecuencias de luz, que pueden emitir un átomo, solo emitan un cierto (los fotones también están todos en la misma fase, pero esa es otra historia). Los láseres son las fuentes de luz monocromáticas que se conocen y deben considerarse a todos los efectos prácticos como monocromáticos. Pero incluso el mejor láser en alguna parte imperfecciones. Puede ser que sean tan pequeños que prácticamente no se puedan medir, pero se puede demostrar que tienen que estar allí en un láser real. En la naturaleza, no hay láser en el resto.

Además, el espectro electromagnético se define solo para longitudes de onda de ondas sinusoidales. Una onda sinusoidal con λ = 500 nm se percibirá como una luz azul. En la práctica, no estás en las fuentes de ondas electromagnéticas que crean una onda sinusoidal perfecta y miramos, rara vez directamente los recursos, sino la luz después de que se ha reflejado o transmitido repetidamente. Si está familiarizado con el análisis de Fourier es un poco más comprensible. El análisis de Fourier establece que uno (bueno, pero lo suficiente para nuestro propósito no es del todo arbitrario). Puede representarse mediante muchas funciones sinusoidales es una función arbitraria. Así que imagine cualquier señal antes (por ejemplo, ver arriba). Esto ahora puede dividir más (dependiendo de incluso infinitamente) las funciones sinusoidales (así que vea el espectro para el ejemplo en (ξ para ser la frecuencia y el plano está directamente relacionado con la longitud de onda)). Todos los componentes en el rango visible ( es decir, longitudes de onda entre aproximadamente 400 nm y 700 nm o 430-750 THz) luego llevan información de color con ellos. El ojo (llamado pin / Cono) para la percepción del color, reaccionan tres tipos de células en un rango de frecuencia / longitud de onda (ancho de banda) dado. Una vez arriba en un área roja, verde y de vez en cuando en un área azul (ver aquí). Por lo tanto, cuando una señal encuentra el pin, entonces reacciona el pin respectivo en los componentes sinusoidales respectivos en la señal.

Las “cosas” tienen colores porque interactúan con las ondas electromagnéticas. La luz se transmite dependiendo de la longitud de onda, reflejada o absorbida. Absorción significa que los componentes de la luz se convertirán en el material. La transmisión y la reflexión significan que la porción de la luz pasa a través del medio o se refleja hacia atrás. Entonces, cuando decimos que una hoja es verde, eso significa básicamente que la hoja en el espectro visible como un paso de banda se refleja (o se detiene cuando se mira la absorción), que a λ = 550 nm refleja la luz y otras partes del espectro absorbido. “Blanco” simplemente significa que se refleja en todo el espectro visible (o cuanto más se refleja, más blanco) y “negro” que se absorbe en todo el espectro. La transparencia es el resultado de la transmisión, por lo tanto, simplemente pase los componentes específicos de la luz a través de un material.

Finalmente, quizás mi texto ahora sea aún más confuso para ti. Pero con el análisis de Fourier y la consideración en el dominio de la frecuencia, todos pueden entender bastante bien.

La luz espectral pura y monocromática es extremadamente rara en la naturaleza. Casi toda la luz natural que vemos se origina en el Sol y es “blanca”, es decir, de amplio espectro. Como ha señalado, los colores que vemos en la naturaleza son una mezcla de varias frecuencias; diferentes materiales absorben y reflejan selectivamente diferentes longitudes de onda de luz, y nuestros ojos interpretan esa combinación como diferentes colores.

¿Pero qué hay de tu luz naranja? Depende de la luz.

Muchas de las luces de colores que tenemos disponibles, como las luces de la calle, son simplemente luces blancas con un filtro delante para filtrar selectivamente las diferentes longitudes de onda hasta que tengamos el color que queremos. Sin embargo, estos materiales no son capaces de filtrar todo, excepto una sola longitud de onda de luz, y el color que ves es en última instancia una mezcla de diferentes longitudes de onda.

Los LED se acercan bastante. Emiten luz a una longitud de onda muy específica, que tiende a alcanzar un pico en una longitud de onda particular, pero aun así no es un proceso perfecto, y la luz que se emite tiende a cubrir un rango estrecho de frecuencias. Entonces, si su luz naranja está alimentada por LED naranjas, la luz que obtendrá será de unas pocas longitudes de onda de color puro, y el naranja que obtiene no es el resultado de mezclar colores sino restringirlos a una banda muy estrecha .

Ciertos láseres, por otro lado, son capaces de emitir luz a una frecuencia muy específica. Entonces, si su luz naranja es un láser (algo más preciso que un puntero láser), puede ser una frecuencia única después de todo.

En términos generales, si está viendo algo que es de color naranja, es probable que haya una amplia gama de colores que contribuyen a su sentido del color. Estos pueden incluir azules, rojos, verdes, etc. Sin embargo, el artista desea modificar el color.

La palabra “monocromática” significa literalmente “un color” y no una sola longitud de onda. Para el naranja “monocromático”, existe un rango estrecho de frecuencias dentro del espectro visible que percibimos como naranja.

Siempre hay algo de ancho de banda para cualquier color de luz, incluso para luz monocromática. Por ejemplo, los láseres producen luz muy monocromática, pero hay una pequeña dispersión en las frecuencias que da lugar a la longitud de coherencia temporal de la luz. Esto sería cierto para cualquier otra fuente de luz “monocromática”, como LED o fuentes de sincrotrón.

También hay razones mecánicas cuánticas por las que no se puede tener una onda puramente monocromática que surja de descripciones sofisticadas (relaciones de incertidumbre, paquetes de ondas, etc.) donde el resultado final es …

No puede tener una sola longitud de onda exactamente monocromática.

Si hace brillar una luz de sodio a través de un prisma, en una ranura fina puede extraer un rango muy pequeño de frecuencias de una de las líneas de emisión con bastante facilidad. Aunque las dos líneas naranjas son brillantes, la roja es bastante buena. para experimentar Entonces, sí, de una luz de sodio obtienes una serie de líneas, pero puedes cortar esas líneas y, por lo tanto, reducir el rango de frecuencias en una cantidad considerable.

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