INICIO

08-07-2012

¿EXISTEN LOS COLORES EN LA NATURALEZA?

Aparentemente esta pregunta parece absurda, ¿Como no van a existir los bellos colores de los paisajes que podemos

observar a diario? El azul del cielo, el verde de las hojas de los árboles... parece evidente que los colores existen y son

uno de los atributos más fundamentales de todos los objetos que observamos. Sin embargo, como veremos a continuación

la respuesta a esta pregunta es asombrosa e inesperada. Lo primero que tenemos que hacer para tratar de responderla es

analizar brevemente como y por que vemos los objetos que nos rodean.

¿Por qué vemos los objetos?

Como todo el mundo sabe para observar un objeto necesitamos luz, con luz podemos en principio observar y describir

cualquier objeto (excepto si éste es totalmente transparente o si es negro y se encuentra sobre un fondo negro). Podemos

ver los objetos porque la luz se refleja en ellos y llega hasta nuestros ojos. Sabemos que un espejo refleja la luz ya que

podemos ver nuestra cara reflejada en él pero ¿un trozo de madera, una piedra o un trozo de acero también reflejan la luz?

¿por que objetos tan distintos reflejan la luz? ¿por que unos son transparentes y otros no?

Como sabemos todos los objetos están compuestos por átomos. Los átomos a su vez se componen de un núcleo central

formado por protones (carga +) y neutrones (sin carga) y de una "nube" de electrones (carga -) que "giran" a su alrededor.

Son estos electrones los que permiten que veamos los objetos. Los electrones se distribuyen alrededor del núcleo formando

capas como los de una cebolla, las capas más cercanas al núcleo tienen mayor energía ya que el núcleo con su carga positiva

los atrae con mayor fuerza mientras que los electrones de las capas más exteriores poseen menor energía al estar más lejos.

Las energías en los átomos se miden en eV (1 eV es la energía que adquiere un e- cuando se le aplica una diferencia de

potencial de 1 voltio), los electrones de las capas interiores (en átomos con muchos electrones) pueden tener energías del

orden de varios KeV mientras que los e- exteriores, que son los que intervienen en el proceso de la visión tienen una energía

típica del orden de varios eV. La luz visible abarca energías entre 1,9 eV (luz roja) y 3,1 eV (luz violeta) aproximadamente.

Lo que sucede realmente en el proceso de la visión es lo siguiente: un fotón de luz que incide sobre el objeto choca contra

un e- de las capas exteriores de los átomos exteriores del objeto, el e- absorbe el fotón y "salta" a un nivel con una energía

mayor a la que tenía. En una mayoría de casos el nuevo nivel no es estable por lo que inmediatamente el e- regresa a su

nivel original devolviendo la energía absorbida emitiendo un NUEVO fotón. Este nuevo fotón emitido por el e- posee una

energía que es igual a la diferencia entre la energías de los niveles (o capas) que tiene el e- antes y después de la emisión.

Por tanto la energía del fotón emitido depende de la diferencia de energía entre los distintos niveles de energía permitidos.

Cada sustancia posee una cantidad de e-, p+ y neutrones característica, esto produce que tenga una distribución de niveles

energéticos característica. En los niveles exteriores los niveles están muy juntos, con diferencias de energía del orden de 1 eV

precisamente el orden de energía del espectro visible por el ojo humano (en realidad es el ojo el que a lo largo de la evolución

se ha ido adaptando para captar estas frecuencias y poder ver los objetos).

Son los fotones que los e- emiten en sentido contrario (como si fuera una reflexión) los que permiten que veamos los objetos.

La probabilidad de que el fotón sea emitido hacia fuera (reflexión) o hacia dentro depende de la distribución atómica del

material. En los objetos transparentes la probabilidad de reflexión es menor que en los objetos opacos (en los objetos

opacos la probabilidad de que el fotón emitido viaje hacia adentro siendo absorbido y reemitido por los e- de los átomos

interiores en la misma dirección es casi nula. En su lugar el fotón se "difunde" por el material en todas direcciones calentando

el material).

Este fenómeno de absorción y emisión de un fotón por un electrón es uno de los fenómenos más importantes de la

física y explica innumerables fenómenos de todo tipo. Por ejemplo en la dispersión atmosférica la luz del sol choca con los

e- del aire de nuestra atmósfera, estos son absorbidos y reemitidos en todas direcciones, produciendo la dispersión de la luz.

Para un observador en el suelo la luz parece venir de todas direcciones y por eso ve el cielo iluminado. En la Luna por

ejemplo, al no haber atmósfera no se produce la dispersión de la luz por lo que el cielo lunar es negro (por eso en todas las

fotos de la Luna parece que siempre es de noche).

Los colores: ¿Existen realmente en la naturaleza?

Como sabemos la energía de un fotón viene dada por la fórmula E= h f donde "h" es la constante de Planck y "f" la

frecuencia del fotón. Así a mayor frecuencia (o equivalentemente a menor longitud de onda) más energía tiene el fotón

y viceversa. El sol o una bombilla corriente emite luz que contiene una mezcla de todas las frecuencias.

Los objetos, en función de su configuración atómica absorben y reflejan luz de determinada frecuencia.

Los objetos verdes absorben la luz de todos los colores (o frecuencias) excepto la verde que la refleja. Los objetos

blancos reflejan la luz de todas las frecuencias del espectro visible y los negros absorben todas las frecuencias.

De izquierda a derecha soluciones de: Co(NO3)2 (rojo); K2Cr2O7 (naranja); K2CrO4 (amarillo); NiCl2 (turquesa);

CuSO4(azul); KMnO4 (violeta).

La luz de determinada frecuencia, emitida por los electrones exteriores, de los átomos exteriores de los objetos que

nos rodean llegan a nuestra retina. En nuestra retina existen unas células fotoreceptoras llamadas conos y que son los

encargados de mandar la información del color al cerebro mediante impulsos eléctricos. Los conos pueden de ser de

3 clases según el pigmento que posean: pigmento rojo, pigmento verde y pigmento azul. Estos 3 colores corresponden

a la frecuencia menor, intermedia y mayor respectivamente del espectro visible, es decir, la retina detecta solamente

estos 3 colores y luego según la intensidad de cada uno produce los otros colores como una mezcla de los 3.

Espectro de absorción de la clorofila: como se ve en la imagen esta molécula absorbe los colores azul oscuro y rojo

oscuro y refleja todos los colores intermedios. Los conos de la retina detectan y mezclan estos colores lo que

resulta en una media predominante del color verde, por eso vemos las hojas de los árboles de color verde.

De todo esto se concluye algo sorprendente: la retina detecta distintas frecuencias de luz y el cerebro ASIGNA un

SÍMBOLO GRÁFICO a cada intervalo de frecuencia para distinguir una frecuencia de la otra. Es decir, los colores

propiamente dichos NO EXISTEN, lo que realmente existe es un intervalo de frecuencias de luz emitido por los

objetos en función de una determinada estructura atómica. Los colores son solo una ILUSIÓN creada por nuestro

cerebro. El hecho de que un mismo objeto pueda emitir colores diferentes según su temperatura (si calentamos un

objeto este cambia de color, pasando de rojo a amarillo y luego a azul al aumentar su temperatura), estado de

movimiento (objetos que se mueven a grandes velocidades respecto a un observador en reposo cambian de color,

se ven rojos si se alejan rápidamente y azules si se acercan) o posición relativa del objeto con respecto al observador

(ver figura abajo) demuestra claramente que los colores no son una propiedad fundamental de los objetos al menos en

el mismo sentido que lo son por ejemplo el tamaño o la forma. Lo que si es una propiedad fundamental de los objetos

es el espectro de absorción o de emisión ya que está determinado por la estructura atómica de sus átomos exteriores.

El Sol cambia de color al atardecer cuando cae sobre el horizonte. En este horario la luz del Sol atraviesa una mayor cantidad de

aire de la atmósfera (linea roja), por tanto la dispersión de la luz por los electrones del aire es mayor. Las frecuencias mayores que

tienen una mayor energía (violeta, azul) chocan más con los electrones de la atmósfera (sufren una mayor dispersión) y se dispersan

en todas direcciones mientras que las menores que tienen una menor energía (rojo) experimentan menor dispersión y atraviesan con

mayor facilidad las capas de aire llegando con más facilidad hasta nuestros ojos, por esto el sol se ve de color rojo al atardecer.

A lo largo de la evolución, aprovechar la información que nos proporciona la frecuencia de la luz que recibimos se

volvió una ventaja evolutiva muy importante. Imaginar la importancia de distinguir en medio de un bosque verde la

presencia de un depredador cuyo pelaje es de un color diferente (por esto muchos animales desarrollaron la habilidad

de camuflarse en el entorno adaptando su color al del sitio donde se encuentran) o la importancia de distinguir organismos

venenosos (muchos de los cuales "avisan" de su condición con colores muy llamativos).

Para concluir y para no degradar completamente a los bellos colores de su status podemos afirmar lo siguiente: los

colores no tienen una existencia ONTOLÓGICA aunque probablemente si epistemológica.

 

ENVIA OPINIONES O COMENTARIOS SOBRE ESTE ARTÍCULO

Tu nombre:
Tu E-Mail: (opcional)
Pregunta antispam: ¿de que color es el caballo blanco de Santiago?
Mensaje:
Comentarios enviados:
Autor: IIII
8/7/2012
IIII
Autor: Fede
7/23/2012
Muy buen aporte, gracias!! PD: Muy buena la pregunta antispam, jeje
Autor: planck
7/23/2012
Gracias Fede, por cierto, en las personas que padecen sinestesia el cerebro asigna un número o una letra a cada color, es decir, las personas que padecen este trastorno en lugar de ver el "signo gráfico" del color correspondiente ven un símbolo gráfico diferente: un número o una letra. Algunos sinestésicos pueden incluso oir los colores o ver los sonidos.
Autor: Juan R email: (juandelosreyes.aguilar@gmail.com)
6/1/2015
Estupendo post. Bastante mejor explicado que lo que se dijo en "Órbita Laika", en la que pareció que los colores primarios (los que podemos detectar en los conos) son reales y los que son producto de la mezcla (como el rosa) no existen. Esa explicación creó más confusión que otra cosa, y lo peor es que dicho en tv se convierte en ley científica. Respecto a lo que comentas aquí al final de la sinestesia está muy relacionado con lo que respondes a Francis en su postdel 4 enero 2015. Donde le comentas que durante el desarrollo hay un crecimiento enorme de sinapsis y que luego se van podando... bien pues precisamente es un fallo en la poda lo que produce estos cruces de sentidos. Lo divertido, es que en diferentes foros, como las charlas naukas en bilbao se expone la sinestesia como algo tan espectacular que el que no la tiene está jodido... cuando la realidad el que la tiene, es que tuvo un problema de selección sináptica durante el desarrollo. Y curiosamente eso está relacionado con otras patologías más duras, como el autismo (recientemente publicado en Neuron). en fin... Estupendo post, repito. saludos
Autor: planck
8/1/2015
Muchas gracias Juan R. Desde un punto de vista ontológico gran parte de lo que vemos, oímos y olemos así como todo lo que sentimos es inventado por el cerebro como expongo en mi post "Nuestro cerebro se inventa la realidad". Como bien dices es posible que muchas patologías relacionadas con el cerebro tengan que ver con la "poda" que se realiza en los primeros años de vida. Curiosamente muchos de los mayores Físicos y Matemáticos parecen encajar con los síntomas de un autismo muy leve, es como si el cerebro diera prioridad a las capacidades de reconocimiento de patrones a costa de mermar las habilidades sociales. Por cierto si te gustan los temas relacionados con el funcionamiento del cerebro no puedes perderte mi artículo de hoy, en mi opinión, es de los mejores que he escrito. Un saludo y gracias de nuevo por tus palabras.
Autor: CARMEN MADERO email: (carmenmadero@hotmail.comblanco)
2/28/2015
no importa su pregunta siempre hay alguien que primera vez la ve
Autor: facundo. email: (eduardo.facundo@yahoo.com.ar)
8/6/2017
Muy bueno , deja con ganas de mas