La luz visible está compuesta por el rango de longitudes de onda del espectro electromagnético que es capaz de excitar las células nerviosas de la retina del ojo humano, de ahí que se denomine «visible».
El espectro de la luz visible se puede dividir a su vez en rangos más pequeños de longitudes de onda y cada uno es interpretado por nuestro cerebro como un color diferente. En concreto, dentro de la luz visible podemos encontrar, de mayor a menor longitud de onda, el rojo, el naranja, el amarillo, el verde, el celeste, el azul y el violeta, los 7 colores de arcoíris.
Cuándo el ojo humano ve una luz compuesta por todo el rango de la luz visible, es decir, por todos los colores superpuestos, es interpretada como el color blanco por nuestro cerebro. Esta luz es la que se conoce como luz blanca. En otras palabras, la luz blanca es una luz compuesta por la superposición de todo el espectro de la luz visible.
La composición de la luz blanca por diferentes colores fue demostrada por Isaac Newton en el siglo XVII. Newton comenzó a experimentar con la descomposición de la luz blanca del Sol en 1666 y en su libro Opticks, publicado en 1704, recoge sus teorías sobre la naturaleza de la luz y su dispersión, refracción y reflexión.
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Fuentes de luz blanca
La mayoría de fuentes de luz blanca son térmicas, lo que significa que el tipo de radiación emitida por un cuerpo es una característica ligada a su temperatura. Objetos con temperaturas bajas emiten radiación infrarroja, la cuál no forma parte de la luz visible. A medida que el objeto se calienta, las longitudes de onda de la radiación emitida se van haciendo más cortas (más energética) pasando al rojo, amarillo, verde, etc, hasta producir luz blanca si la temperatura sube lo suficiente como para emitir ondas de todo el espectro visible.
Las principales fuentes naturales de luz blanca son el Sol y las estrellas en general. Otros cuerpos incandescentes, como vidrio y algunos metales, también pueden llegar a generar luz blanca. Por ejemplo, los filamentos incandescentes de las bombillas. Algunas fuentes artificiales de luz blanca, tales como lámparas fluorescentes y LED blancos, no están ligados a incandescencia ni altas temperaturas sino que generan radiación de luz blanca mediante otros mecanismos (fluorescencia y electroluminiscencia respectivamente).
Composición de la luz blanca
Como se ha descrito anteriormente, la luz blanca es un haz de luz que contiene longitudes de onda de todo el espectro de luz visible superpuestas. Es decir, la luz blanca contiene radiación electromagnética con longitudes de onda desde los 390 nm hasta los 750 nm, aunque algunas personas pueden llegar a percibir longitudes de onda entre 380 y 780 nm.
Por debajo de los 390 nm se encuentra el ultravioleta mientras que por encima de los 750 nm se encuentra el infrarrojo. Dentro del espectro de luz visible, y por tanto en la luz blanca, encontramos los siete colores del arcoíris, cuyas longitudes de onda son:
- violeta: 390 – 450 nm
- azul: 450 – 475 nm
- cian o celeste: 475 – 495 nm
- verde: 495 – 570 nm
- amarillo: 570 – 590 nm
- naranja: 590 – 620 nm
- rojo: 620 – 750 nm
A pesar de que al descomponer la luz blanca obtenemos siete colores, en la práctica se puede obtener luz blanca, al menos interpretada así por el humano, combinando tan sólo tres, el rojo, el amarillo y el azul, motivo por el que estos colores son los llamados colores primarios.
Dispersión refractiva
Las dispersión refractiva es el fenómeno de dispersión de la luz debido a la refracción. Se denomina refracción de una onda electromagnética al cambio de dirección que sufre la onda al pasar de un medio material a otro con distinto índice de refracción. La refracción sólo tiene lugar cuándo la onda electromagnética incide de forma oblicua en el nuevo medio y no si incide perpendicularmente.
El cambio de dirección por refracción no es igual para todas las longitudes de onda sino que cada longitud sufre una desviación diferente. Esto hace que un haz de luz compuesta por diferentes longitudes de onda se disperse cuándo sufre refracción. Esto es lo que ocurre cuándo la luz blanca del Sol atraviesa gotas de agua de la atmósfera y se forma el arcoíris; cada una de las distintas longitudes de onda que forma la luz blanca sufre un cambio de dirección diferente separándose del resto. Este mismo fenómeno fue el que utilizó Newton para describir el espectro visible utilizando un prisma por el que hacía pasar luz solar.
Las dispersión refractiva es la base de funcionamiento los espectrómetros (o espectrofotómetros), instrumentos que permiten analizar el espectro de emisión y de absorción de un material y conocer su composición. Esta técnica se denomina exactamente espectroscopia dispersiva.