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CURSO

I - PRINCIPIOS DE LA LUZ

A-PRENDE LA LUZ

(Apunte basado en un resúmen de la clase de Jorge Pastorino, CCGSM, Agosto de 1999)

"Ante un espacio interior es fundamental considerar que el mismo se define por su estructura, la articulación plástica de los elementos que lo componen y los valores que comporta su sistema de iluminación.

En los distintos lenguajes dramáticos y en cada escenografía o arquitectura en particular, la luz es algo más que un medio que nos permite ver el espacio delimitado por la estructura.

El sistema de iluminación, determinado por el control y aplicación de la luz, configura de forma fundamental la relación entre la normativa constructiva y los valores significativos a que obedece.

La luz valorada exclusivamente como medio de iluminación natural, desprovista de cualquier connotación simbólica y entendida como mero elemento físico, describe una idea espacial concebida sin pretensiones trascendentes o referenciales".

Desde la antigüedad el hombre le atribuye una significación a la iluminación. La luz es para diferentes civilizaciones antiguas sinónimo de calor y de vida mientras la oscuridad es el lugar de las tinieblas.

La sala hipóstila, lugar de meditación de los sacerdotes egipcios consistía en un templo cerrado, con un agujero que permitía el ingreso de la luz solar en determinado momento del día por lo cual ese espacio durante un determinado tiempo se transformaba en un lugar sagrado donde se podía alcanzar el contacto con los dioses.

En la pintura y arquitectura gótica, la luz aparece como un símbolo a través de la ficción de un sistema de iluminación no natural. Es decir, mediante un sistema que la presentaba desprovista de su condición de medio físico imprescindible para percibir la realidad de un modo objetivo, y que en cambio proporcionaba una referencia simbólica de lo sagrado.

La arquitectura gótica a través de la articulación de las vidrieras en los edificios, como un auténtico muro traslúcido creó un espacio determinado por una luz coloreada y cambiante.

Los pintores, con la negación de las tres dimensiones y el recurso de los fondos de oro en sus obras, desarrollaron igualmente la idea del espacio figurativo como un ámbito trascendente y metafísico referido a lo sagrado.

El intento se basaba en el principio de alterar la luz física natural como medio que permite ver, identificar, medir y valorar la realidad por medio de una iluminación fingida distinta de la iluminación natural.

Tenemos la capacidad de diferenciar un objeto de otro por su forma. La forma la percibimos por medio del ‘contraste’. La percepción se da en relación de la forma de los objetos, como resultado de diferencias en el campo visual. Podemos decir que son las sensaciones visuales las que nos permiten definir la forma de un objeto a la distancia. Lo que permite la visión es el sistema óptico y es imprescindible que este sea ayudado por la presencia de la luz.

Las diferencias en nuestro campo visual estarán dadas por el carácter reflectante del objeto y las cualidades de la fuente de luz.

Si nos ponemos con un espejo bajo el sol, al rayo que llega al espejo lo llamaremos ‘rayo incidente’, al punto en que choca con el espejo, ‘punto de incidencia’ y al rayo que sale del espejo, ‘rayo reflejado’.

La ‘normal’: es una recta perpendicular al plano del espejo en el punto de incidencia.

El ‘ángulo de incidencia’: Es el ángulo î, formado por el rayo incidente con la ‘normal’.

El ‘ángulo de reflexión’: Es el ángulo ^r formado por el rayo reflejado con la ‘normal’.

Primera Ley de Reflexión: "El rayo incidente, la normal y el rayo reflejado están siempre en un mismo plano."

Segunda ley: "El ángulo de incidencia siempre es igual al ángulo de reflexión"

Es el fenómeno físico que consiste en la desviación de un rayo de luz al pasar de un medio transparente a otro medio también transparente. (Pero cuando la luz incide ‘normalmente’, el rayo no se desvía y la refracción tiene otro efecto: el cambio de velocidad de la luz al pasar de un medio a otro -en el aire es de 300.000 km/s, mientras que en el vidrio es de 200.000 km/s) Al producirse la refracción puede ocurrir que el rayo luminoso se aleje de la ‘normal’ (î<^r) o bien, que se acerque a ella (î>^r). En uno de los medios, el rayo estará más cerca de la ‘normal’ que en el otro: se dice que ese medio es más ‘refringente’ o más denso (ópticamente) que el otro.

Cuando la luz pasa de un medio más denso a uno menos denso, el rayo se ‘aleja’ de la normal y viceversa (ej: un rayo que pasa del agua al aire ).

Primera Ley de Refracción: "El rayo incidente, el rayo refractado y la normal, están en un mismo plano".

Segunda Ley de Refracción: "El cociente entre el seno del ángulo de incidencia y el seno del ángulo de refracción es constante para todos los rayos refractados".

El índice de refracción: Si un rayo de luz proveniente del aire ingresa a otro medio (agua, vidrio, alcohol...), se acerca a la normal.

Además se cumple la 2º Ley de Refracción (sen î /sen ^r = constante). Esa constante se llama Indice de Refracción de la sustancia, que llamaremos n. Este índice permite calcular la desviación de un rayo que proviene del aire y también identificar sustancias.

Reflexión Total: Es un fenómeno físico que ocurre cuando un rayo de luz NO pasa a través de la superficie de separación de dos medios, aunque ellos sean transparentes (como sucede en un lago tranquilo o en el caso de los ‘espejismos’ -donde el aire caliente del pavimento ess menos denso que el frío de las capas superiores-). Para ello, deben cumplirse 2 condiciones:

1) El rayo de luz incidente debe estar en el medio de ‘mayor’ índice de refracción (debe provenir del medio más denso).

Cuando la luz pasa a través de un prisma (cualquier medio transparente limitado por 2 caras planas que se cortan), se refracta en dos superficies, una vez al entrar y otra al salir.

Si hacemos un corte transversal al prisma formando un triángulo ABC, el ángulo A será el ángulo de refringencia y la arista del prisma que pasa por A, será la arista refringente.

Si el rayo que utilizamos es de luz solar, se observarán varios rayos emergentes que descomponen el rayo blanco. Como los distintos colores refractan en distinta proporción, la refracción del rayo original blanco se descompondrá en rayos de diferentes colores.

Para que exista divergencia debe existir un medio material transparente; se puede decir que en el vacío no existe divergencia alguna mientras que en el aire es mínima .

Fué Newton quien descubrió que los colores estaban en la luz blanca y que se podían observar mediante un prisma el cual sólo los refracta en diferentes direcciones.

La luz blanca refracta cada color en distinto grado (con su propio ángulo de desviación):

Espectros: Si al prisma llegara un rayo de luz no solar (lámpara o vela), también se obtiene un espectro, pero distinto del solar, porque cada elemento y sustancia tiene su espectro particular. El prisma así, permite averiguar con precisión de qué está hecha una fuente de luz. Es un analizador más sensible que los químicos.

Los colores que asociamos a las ondas luminosas se diferencian entre sí por la ‘frecuencia’ particular que le corresponde. La suma de los colores del espectro origina la ‘luz blanca’ así como la ausencia de luz es percibida como ‘color negro’. Así el blanco y el negro no son colores, pues no se les puede atribuir una frecuencia determinada.

Cada color puede caracterizarse también por su longitud de onda (l), vinculada con la frecuencia (f) y la velocidad de la luz (v) mediante la fórmula: l= v/f

Sin embargo, la velocidad de la luz depende del medio por el que se propague. (En otra clase veremos más detalladamente la teoría electromagnética y la cuántica)

Color e índice de refracción: Los rayos que inciden en un prisma son paralelos, pero al salir, divergen, produciendo la descomposición de la luz. la sustancia de que está hecho el prisma tiene un ‘índice de refracción’ distinto para cada color, y por ley: "A mayor frecuencia corresponde mayor desviación y mayor índice de refracción en

Existe una gama de ondas llamada ‘electromagnéticas’, entre las cuales se encuentran las ondas radiales, los rayos infrarrojos, la luz visible, los rayos gamma, etc... Las que afectan los receptores visuales son un pequeño espectro de longitudes de onda que van desde el calor a la radiación ultravioleta. Se puede establecer un límite inferior que va de los 380 a 400 nm. (nanómetros) y un límite superior entre 760 y 780 nm.

Las frecuencias superiores o inferiores a éstas sólo pueden ser detectadas con instrumentos especiales. El espectro visible se encuentra en una longitud de onda que va de los 450nm a los 720nm, y viajan a una velocidad aproximada de 300.000 km/seg.

Percibimos las distintas amplitudes como diferencias de luminosidad de la luz y las distintas longitudes como diferencias de colores. Cada diferente matíz del espectro se corresponde con una determinada longitud de onda. Nuestros ojos perciben al mismo tiempo muchas longitudes de onda, sumándolas de modo tal que parece una sola. Esto recibe el nombre de ‘estímulo compuesto’. La mayoría de nuestras sensaciones visuales son compuestas, por ejemplo: Ante la presencia del color naranja del espectro (al que le corresponde una longitud de onda de 620nm., nuestro ojo no registra diferencias con respecto a una mezcla equivalente de luz roja y amarilla.

El estímulo compuesto origina dos cualidades en la luz: la luz acromática y la luz saturada, lo que equivale a decir que tenemos una sensación visual cromática y otra acromática.

A todos estos elementos de la percepción visual se suman las propiedades de los cuerpos u objetos en sí mismos, ya que estos pueden poseer diferentes texturas (más o menos refractantes), diferentes tonos, etc..".

Podemos diferenciar dos orígenes en el color: uno depende del rayo de luz, el otro, de las cualidades del objeto. Cualquier modificación en uno de los aspectos incide directamente y modifica al otro.

El cuerpo negro o ‘radiador integral’ es un cuerpo que absorbe todas las radiaciones que inciden en él, no transmite ni refleja nada. Las características de radiación de tales cuerpos se pueden calcular con precisión para todas las longitudes de onda y temperaturas; y es usado como patrón de referencia primario para definir la emisión de fuentes de luz reales.

Es el término que se utiliza para describir el color de una fuente luminosa, comparándola con el ‘cuerpo negro’ (teóricamente radiante perfecto). Como cualquier cuerpo incandescente, un cuerpo negro aumenta de color al aumentar la temperatura: primero se pone rojo oscuro, luego rojo claro, naranja, amarillo y finalmente blanco, luego blanco azulado y azul. El color de la llama de una vela es igual al de un cuerpo negro a 1800°K (Kelvin). La luz de una lámpara de filamento de tungsteno de 100W se aproxima más a la luz blanca, por lo que el cuerpo negro será elevado a 2900°K para igualarla.

La temperatura color no es una medida de temperatura real, sólo define el color en relación a la temperatura del cuerpo negro.

Las lámparas de mercurio, sodio, etc... no se igualan con el cuerpo negro a ninguna temperatura. Se les puede asignar una temperatura, pero solamente son valores de referencia.