¿Qué determina el color, la longitud de onda o la frecuencia?

Question

¿Qué determina el color de la luz, la longitud de onda o la frecuencia?

(Es decir, si haces pasar la luz por un medio que no sea el aire, para que su color sea el mismo, ¿cuál tendrías que mantener constante: la longitud de onda o la frecuencia?)

Answer 1

Color se define por el ojo, y sólo indirectamente a partir de propiedades físicas como la longitud de onda y la frecuencia. Como esta interacción se produce en un medio de índice de refracción fijo (el humor vítreo del ojo), la relación frecuencia/longitud de onda dentro del ojo es fija.

Fuera del ojo, la frecuencia permanece constante, y la longitud de onda cambia según el medio, por lo que yo diría que la frecuencia es lo que más cuenta. Esto explica por qué el color de los objetos no cambia cuando los miramos bajo el agua (transparente) ( $n=1.33$ ) o en el aire ( $n=1$ ).

Answer 2

Para casi todos los detectores, es realmente la energía del fotón el atributo que se detecta y la energía no se modifica por un medio de refracción. Por lo tanto, el "color" no cambia por el medio...

Answer 3

Como dijo FrankH, en realidad es energía que determina el color. La razón, en resumen, es que el color es un fenómeno psicológico que el cerebro construye en base a las señales que recibe de células de cono en la retina del ojo. Esas señales, a su vez, se generan cuando los fotones interactúan con unas proteínas llamadas fotopsinas . Las proteínas tienen diferentes niveles de energía que corresponden a diferentes configuraciones, y cuando un fotón interactúa con una fotopsina, es la energía que determina la transición entre los niveles de energía y, por tanto, la fuerza de la señal eléctrica que se envía al cerebro.

Nota al margen: He publicado un artículo bastante detallado pero poco apreciado (al menos, eso creía) responder a una pregunta muy similar en reddit hace unos días. Podría editarlo aquí si lo encuentras útil.

Answer 4

Los experimentos de refracción demuestran que es la frecuencia la que determina el color. Cuando un haz de luz cruza el límite entre dos medios cuyos índices de refracción son $(n_1,n_2)$ su velocidad cambia $(v_1=\frac{c}{n_1}; v_2=\frac{c}{n_2})$ En el caso de que el emisor no sea el mismo, su frecuencia no cambia porque está fijada por el emisor, por lo que su longitud de onda cambia: $\lambda_1=\frac{v_1}{f};\lambda_2=\frac{v_2}{f}$ . Ahora bien, es un hecho experimental que la refracción no afecta al color, por lo que se puede concluir que el color depende de la frecuencia.

Answer 5

En realidad, hay algo importante que todas estas respuestas pasan por alto. El color está determinado por la respuesta del ojo humano, no por la energía o la frecuencia. Para obtener toda la gama ("gamut") de colores, necesito una mezcla de luz roja, verde y azul (de ahí las pantallas RGB) y los primarios pueden ser todos de frecuencias diferentes. Es decir, un sistema RGB puede tener una frecuencia para el rojo, mientras que otro tiene una frecuencia algo diferente para el rojo, siendo el único requisito estricto que ambos elijan esa frecuencia de alguna parte de la gama del rojo. Pero la elección afecta a la gama.

He dicho "ojo humano", pero, por supuesto, otros animales también ven los colores. Las abejas ven los colores hasta el ultravioleta. Pero, por supuesto, no tenemos ni idea de cómo son los colores ultravioletas para ellas, sólo que los ven y pueden distinguir sus matices.

La Wikipedia tiene mucha y buena información adicional sobre esto, pero está dispersa en varios artículos. Probablemente http://en.wikipedia.org/wiki/Color_theory#Color_abstractions es el mejor punto de partida. Para algo mucho más exhaustivo y técnico, consulte las excelentes preguntas frecuentes sobre el color de Poynton en http://www.poynton.com/ColorFAQ.html