Adding up
02 Dec, 2012
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PRESENTATION: White light on a screen can be obtained by mixing additively three fundamental colours: red, green and blue.
- Color Mixer for Every Student, Gorazd Planinšič, Phys. Teach. 42, 138 (2004)
- Color addition and alternating current, Marcelo M. F. Saba and Daniel D. Monteiro, Phys. Teach. 38, 446 (2000)
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En el siguiente tutorial se muestra como se obtiene toda una batería de colores a partir de los colores primarios, rojo, azul y amarillo. Primero se mezclan estos para obtener los colores secundarios naranja, verde y morado. Y a partir de estas mezclas se pueden obtener todos los colores del arcoiris. También da una pequeña explicación sobre la reflexión y refracción de la luz para conseguir los diferentes tonos dentro de un mismo color.
Otra forma más sencilla (aunque menos espectacular) de comprobar cómo la suma de los colores primarios produce blanco es haciendo girar muy rápidamente un disco pintado con ellos. En este enlace nos explican cómo realizar dicho experimento. El efecto conseguido es el mismo que mezclando diferentes colores de luces para formar luz blanca.
Se llama síntesis aditiva a obtener un color de luz determinado por la suma de otros colores. Thomas Young partiendo del descubrimiento de Newton de que la suma de los colores del espectro visible formaba luz blanca realizó un experimento con linternas con los seis colores del espectro visible, proyectando estos focos y superponiéndolos llegó a un nuevo descubrimiento: para formar los seis colores del espectro sólo hacían falta tres colores y además sumando los tres se formaba luz blanca.
Sin embargo los colores primarios no son una propiedad fundamental de la luz, sino un concepto biológico, basado en la respuesta fisiológica del ojo humano a la luz. Un ojo humano normal sólo contiene tres tipos de receptores, llamados conos. Estos responden a longitudes de onda específicas de luz roja, verde y azul.
Este experimento se puede llevar también a cabo mediante un disco de Newton. A través de este disco, Isaac Newton (1642-1727) demostró que la luz blanca está formada por distintos colores. Newton observó que, al hacer atravesar un haz luminoso por una lente, siempre existen variaciones de color alrededor de la imagen transmitida. A esta coloración, generada por los diferentes focos luminosos a los que se ve expuesta la lente, se la denomina dispersión de la luz. Asimismo, comprobó que si hacía pasar un haz luminoso por un prisma, la luz blanca se descomponía en una serie de colores brillantes que denominó espectro solar. De esta experiencia dedujo que si la luz blanca se podía descomponer en los colores del arco iris, combinando éstos se podría volver al color blanco. El disco giratorio de color fue una de las diversas experiencias de las que se sirvió para demostrar su teoría. Se trata de un disco dividido en sectores pintados con los colores del espectro visible. Al hacerlo girar a gran velocidad se puede observar como estos colores desaparecen, tomando una tonalidad blanca, más brillante cuanto mejor se haya hecho la proporción de colores. En el siguiente link se observa un vídeo sobre cómo realizar una disco de Newton en casa.
Esta experiencia, a pesar de su sencillez, ofrece la posibilidad de explicar a los alumnos varios conceptos, por ejemplo:
– La luz blanca como combinación de luz de varios colores
– La obtención de todos los colores mediante la combinación de los colores primarios
– Qué es la sombra y por qué habitualmente es oscura
– El funcionamiento del ojo humano como receptor de luz
Además, la belleza de esta actividad hará que los alumnos recuerden los conceptos ópticos durante mucho tiempo y les invitará a replicarla con sus familiares aunque sea por mera diversión.
Es un experimento muy sencillo para explicar los colores primarios y secundarios. Además no necesita nada costoso para realizarlo en clase ya que se puede hacer cubriendo la linterna de un móvil o un flexo con papel celofan de los 3 colores. Me llama la atención que cuando en las clases de plástica enseñan los colores primarios a partir de los cuales obtener toda la gama de colores se utilizan el magenta, cian y amarillo.
Tras ver este vídeo, y relacionado con la combinación de colores, me gustaría recomendar esta web. Seguro que todos nosotros, en mayor o menor medida, vamos a tener que preparar materiales-gráficas o similares. Por eso es importante usar combinaciones de colores aptas para personas con problemas habituales de visión, como el daltonismo.
El daltonismo es una incapacidad para discriminar colores de una forma normal. Es una enfermedad hereditaria vinculada a un gen recesivo bastante ligado al sexo (mayor prevalencia en varones). Es causada por la falta de una o más de las sustancias sensibles a la luz que se encuentran en la retina.
La web que recomendé tiene la opción de marcar la casilla “colorblind safe”, y por lo tanto te aporta la paleta de colores que necesites y te aseguras que podrá ser vista por gente daltónica.
Existen diferentes tipos de pantallas, pero todas emplean el color luz como sistema de mezclas de color. Este sistema recibe el nombre de RGB, las iniciales de los tres colores primarios de la síntesis aditiva: red, green, blue. En una pantalla TRC, la que emplean los televisores convencionales y los antiguos monitores de los ordenadores, una retícula de puntos rojos, verdes y azules se proyecta sobre la cara interna de la pantalla. Por el contrario, la tecnología LCD (liquid crystal display) permite que las pantallas sean mucho más planas como las de los ordenadores portátiles. Si te encuentras frente a una de ellas toda la enorme gama de colores que puedes observar se forma a partir de minúsculos píxeles en el que cada uno de ellos es un conjunto de tres subpíxeles de los tres colores primarios del color luz. Para poder comprobar esto, puede sugerirse a los alumnos que coloquen una gota de agua (a modo de lente de aumento) en la parte superior de la pantalla y observen los puntos que conforman la imagen. Como alternativa a la demostración que se puede ver en este apartado si no se dispone de las luces de colores en el aula, se puede utilizar el siguiente simulador que ofrece el PhET de la universidad de Colorado y que ya hemos visto en el aula. Otra alternativa puede ser también el simulador ofrecido por la página educaciónplastica.net, cuyo fin es el mismo.
Sempre me gustaron este tipo de demostracións, e tamén pasei un tempo a ler sobre teoría da cor. Así foi como descubrín os diagramas de cromaticidade e o rango de cores que se pode facer cunha paleta RGB. As cores que podemos ver cunha paleta de cores dependen da base espectral das cores básicas e da resposta dos nosos ollos. Isto podemos representalo un diagrama de cromaticidade coma o CIE 1931. Como temos tres tipos de conos nos nosos ollos e asumindo que a resposta de cada tipo de célula se pode representar cun escalar, necesitamos tres coordenadas para representar de xeito sinxelo todas as cores que podemos ver. Se normalizamos a unha intensidade dada, só necesitamos dúas coordenadas, co cal todas as cores que pode ver un ollo humano pódense representar nun plano coma o seguinte. Nesta figura podemos ver que os tonos monocromáticos puros se atopan no borde, e que non son en xeral acadables cun sistema sRGB estándar. Tamén vemos que o sRGB produce un triángulo de cores nesta maneira de representar a cor. Por tanto, o sRGB é unha boa aproximación pero non representa todas as cores que pode ver un ollo humano.
Hace bastante tiempo estudié el RGB, pero no había tenido ninguna clase con lámparas para poder comprobarlo. Ha sido recientemente cuando he podido presenciar una clase con lámparas para estudiar el RBG con sus colores secundarios y quedé impresionado. Con pocos recursos, tres lámparas, se puede llevar a cabo una clase donde los alumnos quedarán impresionados y no olvidarán lo que es el RGB y sus combinaciones.
Unha forma visual de entender como funciona o modelo RGB, utilizando moi poucos recursos, incluso con bombillas normales e celofán de colores se pode conseguir, cun resultado impresionante
Esta experiencia me parece una forma muy clara y visual de explicar la mezcla aditiva de colores. Esta mezcla ocurre al trabajar con luz, y mediante la combinación de los tres colores luz primarios (rojo, verde y azul, sistema RGB por sus iniciales en inglés) en diferentes proporciones se obtienen todas las posibles tonalidades de color del arco iris, dando la suma de los tres colores primarios el blanco. En mi opinión, para completar la explicación de la teoría del color, sería necesario combinar esta experiencia con otra que demuestre la mezcla sustractiva de colores. Esta se da cuando se trabaja con pigmentos, y se suele explicar por tanto en la asignatura de plástica. Los colores primarios de la síntesis sustractiva son los complementarios de la síntesis aditiva (cian, magenta y amarillo, sistema CMY por sus iniciales en inglés), y la combinación de los tres da como resultado el negro. En este enlace se muestran unos diagramas triangulares que resumen los colores primarios, secundarios y terciarios tanto en la síntesis aditiva como sustractiva del color. Además, me ha parecido interesante esta página del instituto Leonardo da Vinci de Alicante, en que resumen una serie de explicaciones y experiencias relativas a la descomposición de la luz blanca, la suma aditiva de luces y la suma sustractiva demostrada con filtros.
Esta demostración es muy interesante puesto que nos permite entender mejor cómo vemos, lo cual es de gran relevancia, sin embargo en ocasiones pasa un poco desapercibido. En este vídeo se profundiza sobre dicha explicación, indicando que el color realmente no existe, sino que es un reinterpretación de nuestro cerebro. Por otro lado, también es importante diferenciar los colores primarios de la luz (Modelo RGB), de los de los pigmentos (Modelo CMY), como se indica en este vídeo.
Esta experiencia explica de manera clara y sencilla como funciona el modelo RGB (red, green and blue) y como sumando los tres colores primarios nos da el color blanco. Este modelo está basado en como el ojo humano percibe los colores. En la retina de los ojos humanos hay dos tipos de células que pueden detectar la luz: los conos y los bastones. Los conos tienen pigmentos que detectan el color, los seres humanos tenemos pigmento rojo, pigmento verde y pigmento azul. Los bastones son los responsables de la capacidad de ver cuando hay poca luminosidad y detectan el movimiento. Como se puede leer en este enlace. Pero esto no sucede así en todos los animales. Por ejemplo, los perros solamente tienen dos pigmentos y más bastones que lo seres humanos. En este enlace se explica como verían los perros.
El tema de la luz y el color me resulta de lo más complejo y, a la vez, me parecen unas experiencias preciosas.