Hace unos meses tuve en mis manos un cristal precioso de Amatista, que es una variedad del cristal de cuarzo (SiO₂), y escribí sobre la explicación científica detrás de los colores, ya que presentaba diferentes tonalidades en varias zonas: cuarzo blanco por su coloración lechosa, cristal de roca por la zona transparente, la pigmentación amarilla-dorada con matiz de color marrón debido a las impurezas de hierro (Fe⁺³) presentes en el cristal y el color púrpura característico de la amatista proveniente del FeO₄ que es capaz de la irradiación de luz y emitir esa coloración natural. También les comenté sobre la percepción de colores de un objeto iluminado, de tal forma que el color depende de la naturaleza de la fuente de iluminación, pues en este post presentaré a la comunidad #stem-espanol algunas consideraciones que se deben tomar en cuenta a la hora de informar la coloración de un objeto, ya sea en forma de líquido o sólido, porque se debe tomar en cuenta, no solamente la absorción y transmisión de la luz, sino también la reflexión de la luz que contribuye en la apariencia física (rugosidad y brillo) del objeto que podrían modificar la percepción de los colores que inicialmente tendríamos en mente. Ya les explico de que se trata este comentario.

Normalmente los cuerpos metálicos tienden a oxidarse al estar en contacto permanente con el oxígeno presente en el aire, por lo que se formarán capas de óxido con diferentes espesores que dan origen a una gran variedad de longitudes de onda reflejadas desde su superficie. En la siguiente figura les muestro el mismo trozo de roca bajo iluminación de la cámara fotográfica, luz natural y fotografía a contraluz, tres imágenes levemente diferentes a nuestra vista debido al fenómeno de reflexión de luz, ángulo de incidencia y fuente de iluminación.

^{Roca con incrustaciones de cristales de minerales. Imagen de @azulear.}

Ya les había comentado que la cantidad de colores que puede ver una persona depende de ciertas variables: tonalidades, gamas de colores, variaciones, matices, etc., hasta colores que son invisibles para algunas personas con defectos visuales, por lo que se pueden clasificar en colores naturales y artificiales. Todo forma parte de la sensación cerebral que asigna colores a la percepción visual de las diferentes longitudes de onda, pero en este caso destacan los centros de color y el espesor de la capa sobre el cristal dando origen a los para diferenciarlos de los colores de los distintos tipos de pigmentos.

Los colores que vemos de los objetos es un efecto combinado de A+T+R, esto es: absorción (A), transmisión (T) y reflexión (R) de los fotones que inciden sobre el objeto que observamos, pero al incidir luz blanca que contiene todas las longitudes de onda en el rango visible sobre una superficie metálica, que tiene una componente especular (espejo), la reflexión puede dar lugar a una variedad de colores con una gama de longitudes de onda (λ). Esto es lo que ocurre al observar una burbuja de jabón, cuya superficie tiene un brillo y un espesor determinado con una amplia gama de colores que, cuando uno lo observa desde diferentes ángulos, parecieran cambiar de color, así que este fenómeno se le llama .

^{Iridiscencia en burbujas de jabón. Imagen de @azulear.}

^{Iridiscencia a diferentes intensidades y fuentes de radiación. Imagen de @azulear.}

Por su forma esférica, el fenómeno de la iridiscencia en una burbuja de jabón puede observarse con diferentes intensidades y fuentes de radiación. En estas fotografías se ve claramente el efecto de variación de percepción de colores según el ángulo de incidencia de luz y de observación. Esto último lo explicaré a continuación.

^{Variación de colores en la superficie de unos anteojos. Imagen de @azulear.}

En esta composición de fotografías les presento unos anteojos para protegerse de la radiación solar, pero ¿pueden ayudarme con el color de mis anteojos? No son fotocromáticos, pero se comportan igual que las burbujas de jabón, ya que el color que percibimos depende del ángulo de observación. Es importante resaltar que estamos tratando la incidencia de luz solar no polarizada, pues se obtendría otro efecto si la luz fuera polarizada porque la reflexión depende directamente del índice de refracción de la superficie del objeto y este incide en la polarización de las ondas electromagnéticas según la propuesta de Brewster.

Los colores que percibimos son diferentes, esto es una realidad, que es debido al ángulo de incidencia de la fuente de iluminación y el ángulo de observación. La reflexión de la luz es el actor principal y la iridiscencia es un factor secundario que es consecuencia del fenómeno de reflexión.

La energía, la longitud de onda, los colores o la luz, son términos que utilizamos a diario, por lo que seguiré compartiendo en la comunidad científica de #stem-espanol algunos detalles interesantes de los fenómenos físicos cotidianos que tienen una explicación científica, no tan compleja, y que son utilizados en aplicaciones tecnológicas, como la construcción de equipos de medición espectroscópicas, iluminación y aplicaciones médicas. Pronto les presentaré otro post de interés a la comunidad #stem-espanol.

Referencias para saber más acerca de este tema:

Iridiscencia.

Reflexión de la luz.

Color: absorción y reflexión.

Absorción y reflexión.

Polarización de la luz.

Libro: Colour and the Optical Properties of Materials by Professor Richard J. D. Tilley. 2011 John Wiley & Sons, Ltd