domingo, 25 de abril de 2010

El color de la temperatura

Todos hemos visto alguna vez el color rojo e incluso anaranjado que emite un objeto incandescente. ¿A qué se debe esto? En realidad, es algo creo que básico, pero lo explicaré de todas formas.
Todos los cuerpos emiten radiación electromagnética cuya frecuencia depende de la temperatura a la que se encuentran y de la emisividad. ¿Qué es la emisividad? Para definirla, tenemos que hablar del llamado cuerpo negro.

Un cuerpo negro es aquel que absorbe toda la radiación que le llega, y emite siguiendo perfectamente la ley de Planck (no pondré la fórmula matemática, pero ahí está la gráfica). Un cuerpo negro tiene, en definitiva, una absortividad y una emisividad igual a 1 para todas las frecuencias.
Sin embargo, esto es una idealización y, aunque en la naturaleza existen cuerpos que se acercan muchísimo, ninguno lo es por completo.
Por tanto, podemos definir la emisividad como el cociente entre lo que emite un cuerpo real y lo que emitiría si fuera un cuerpo negro a esa misma temperatura. Esto quiere decir que siempre tomará un valor menor que 1.

Esto no es lo más importante, pero es conveniente saberlo. Ahora echemos otro vistazo a la gráfica de la ley de Planck. Puede verse que hay un pico que se desplaza a la derecha o a la izquierda (donde a la derecha nos encontramos zonas de infrarrojo, radio, microondas, ect... y a la izquierda ultravioleta, rayos Gamma, rayos X, etc...) dependiendo de la temperatura, y aquí está la explicación a nuestra primera pregunta.
Los humanos (y casi todos los seres vivos) nos encontramos a una temperatura parecida, de unos 300 kelvin (aproximando). Hay una fórmula, la ley de Wien, que nos relaciona la longitud de onda (y por tanto la frecuencia) del máximo con la temperatura a la que se encuentra el cuerpo.
Si la usamos, podemos ver que emitimos en el rango del infrarrojo, por lo que usando cámaras especiales, podemos contemplar esas imágenes de colores naranja, amarillo, azulado... dependiendo de la temperatura a la que se encuentre cada parte del cuerpo.


Cuando calentamos un hierro, por ejemplo, vemos que se torna rojo y anaranjado. Esto se debe a que, al aumentar la temperatura, el máximo se desplaza hacia la izquierda, y entramos en el intervalo visible, siendo el rojo el primer color que aparece. A continuación aparecería el naranja y el amarillo (las bombillas, por ejemplo, a unos 2000 kelvin).

Sin embargo, al seguir calentando, la intuición nos dice que deberíamos esperar un color verdoso, ya que el máximo se desplaza hacia la izquierda, pero en la realidad no es así. El siguiente color que aparece es el blanco, ¿qué está pasando?
Resulta que, aunque el máximo se encuentre a una frecuencia o longitud de onda determinada, el cuerpo no emite sólo esta radiación, sino un espectro mayor, tanto hacia la derecha como a la izquierda (conforme nos alejamos del máximo, la intensidad es menor y no tendrá casi contribución), y al combinar los colores, sabemos que obtenemos el blanco (hay un bonito experimento que consiste en girar un círculo cromático. Si lo hacéis suficientemente rápido, los colores se fundirán en el blanco).
Esto explica por qué al estar el máximo en el rojo, lo veremos más anaranjado, ya que a la derecha nos encontramos con el infrarrojo, que no podemos ver y no contribuye a la mezcla de colores, y a la izquierda el amarillo, que sí se mezclará y formará el naranja. Conforme nos acerquemos al centro de la banda visible (en realidad más a la izquierda), el color se tornará blanco, y si seguimos calentando, comenzaremos a ver un blanco verdoso, después un color azulado (como sucede con algunas estrellas) y por último violáceo.

Como curiosidad, mencionar que los colores que más contrastan para el ser humano son el negro y el amarillo verdoso, no el blanco. Esto es debido a que el pico de sensibilidad del ojo se encuentra para una longitud de onda de aproximadamente 550 nm, que corresponde con ese color. Esta es la razón principal del color de los chalecos reflectantes.
¡Un saludo a todos!

1 comentario:

Tess dijo...

Simplemente ¡GENIAL! :D