La luz y el color

El prisma de Newton

Durante siglos se creyó que la luz blanca era pura y que los prismas la "teñían". En 1666 Isaac Newton, de 23 años, oscureció su habitación, dejó pasar un rayo de sol por un agujero en la persiana y lo hizo atravesar un prisma. En la pared apareció una franja de colores: el espectro. Luego hizo pasar un solo color por un segundo prisma y vio que ya no se descomponía. La luz blanca, concluyó, es una mezcla de todos los colores. Nombró siete —rojo, naranja, amarillo, verde, azul, añil y violeta—, en parte por analogía con las siete notas musicales.

El arcoíris funciona igual: cada gota de lluvia actúa como un pequeño prisma que separa los colores porque cada uno se refracta con un ángulo ligeramente distinto. El arco principal se ve a unos 42° del punto opuesto al Sol.

Onda o partícula

Newton pensaba que la luz estaba hecha de corpúsculos. Su contemporáneo Christiaan Huygens defendía que era una onda. En 1801 Thomas Young zanjó la discusión con el experimento de la doble rendija: la luz que pasa por dos ranuras forma franjas de interferencia, algo que solo hacen las ondas. En la década de 1860, James Clerk Maxwell demostró que es una onda electromagnética, y en 1887 Heinrich Hertz produjo ondas de radio en el laboratorio, confirmándolo.

Pero en 1905 Albert Einstein mostró que la luz también llega en paquetes, los fotones, cada uno con energía $E=h\nu$. La luz es ambas cosas a la vez: se propaga como onda y se absorbe como partícula.

El espectro invisible

Lo que vemos es una franja estrecha, con longitudes de onda de unos 380 a 750 nanómetros. Más allá del rojo está el infrarrojo, descubierto en 1800 por William Herschel al medir con un termómetro la zona oscura después del rojo; más allá del violeta, el ultravioleta, hallado al año siguiente por Johann Ritter. A ambos lados se extienden las microondas, las ondas de radio, los rayos X y los rayos gamma: todos son luz, solo que nuestros ojos no la captan.

Dato curioso: el cielo es azul porque las moléculas del aire dispersan mucho más la luz azul que la roja, efecto descrito por Lord Rayleigh en 1871; al atardecer la luz atraviesa más atmósfera, pierde el azul y el cielo se tiñe de naranja.

El color está en el cerebro

Una manzana es roja porque absorbe casi todas las longitudes de onda y refleja las rojas. Pero el "rojo" como sensación no existe fuera de nosotros. La retina humana tiene tres tipos de conos, sensibles a longitudes cortas, medias y largas; el cerebro compara sus señales y construye millones de tonos. Por eso las pantallas pueden fabricar cualquier color mezclando solo luz roja, verde y azul (RGB), mientras que las imprentas, que restan luz con pigmentos, usan cian, magenta, amarillo y negro.

Alrededor del 8 % de los hombres de ascendencia europea tiene alguna forma de daltonismo, descrito en 1794 por John Dalton, que lo padecía. Muchas aves e insectos, en cambio, ven el ultravioleta: las abejas distinguen en las flores patrones invisibles para nosotros.

Una velocidad que es ley

En el vacío la luz viaja a 299.792.458 m/s, un valor tan fundamental que desde 1983 define el metro. Desde la fibra óptica que transporta internet hasta el telescopio James Webb, que observa en infrarrojo galaxias formadas hace más de 13.000 millones de años, estudiar la luz es estudiar el universo.