Ciencia desde la cuna

¿De dónde salen los colores? Primera observación

Habíamos estado jugando a hacer arcoiris la semana anterior y ya teníamos muy clara la idea de que la luz blanca que nos llega desde el Sol o una linterna, se puede descomponer en los diferentes colores del arcoiris. Esta experiencia previa nos dio lugar a largas disertaciones acerca de una interesante hipótesis: «Los colores de las cosas salen de la luz (blanca)». Es cierto que me aventuré a afinar la hipótesis, en plan «La luz blanca, al llevar consigo todos los colores, es la responsable de que veamos colores en los objetos que nos rodean, ya que el color de un objeto depende de qué color absorbe y de cuál refleja”. Incluso llegué a comentar cómo los objetos blancos reflejan casi todo el espectro de luz (visible) y los negros la absorben y no reflejan casi nada. Os podéis imaginar la cara de perplejidad :0 . Había que hacer algo para experimentar con la percepción de los colores y la luz, no me podía quedar con esa espinita clavada. Así que como la ciencia no descansa, enseguida nos dio por preguntarnos más cosas raras.

¿Qué queremos investigar?

La perspicacia científica de los 5 años es interesante, se dan cuenta de cosas que para los adultos pasan desapercibidas. Desde nuestra casa se ven espléndidos atardeceres y en días despejados el cielo torna en  una explosión de colores rojizos. Creo que esta experiencia fue lo que llevó a mi peque a preguntarme “¿qué pasa al atardecer entonces? Cuando el sol es rojizo, me parece que cambia el color de las casas que vemos desde la terraza”. Pues  sí, respondí con rotundidad. Solo hay que asomarse a la ventana para comprobarlo y comparar los colores en función de la hora del día. Incluso cambian cuando está nublado o cuando reciben luz reflejada de objetos circundantes. En fin, como los profesionales de la fotografía y la pintura saben muy bien, la luz es color.

No hay que olvidar que esta investigación la realicé con un niño de 5 años. A esta edad lo más recomendable es centrarse en el cómo funcionan las cosas, más que en el por qué. El por qué, responde a una hipótesis (una explicación del fenómeno) y  su dimensión abstracta puede resultar difícil de visualizar y conectar con el fenómeno que investigamos. Sin embargo, el cómo responde al juego y la manipulación, para intentar intervenir sobre el fenómeno y modificarlo conscientemente. Como decimos en Investigactiva, el objetivo es controlar el fenómeno.

Ahora la pregunta que podíamos investigar estaba clara…. ¿Cómo se verá el color de los objetos cuándo los iluminamos con luces de color y no blanca?¿Serán iguales o cambiarán?

Preparamos los materiales de la investigación

Nos pusimos manos a la ciencia. Lo primero fue encontrar las luces de colores que necesitábamos y rebuscando en estanterías, cajones y el arcón de los juguetes encontramos:

• Luces LED de seguridad de la bici.
• Bloques geométricos translúcidos de colores.
• Folios y rotuladores de colores.

Resulta que la luz de la bicicleta emite una luz roja muy pura. Tiene una componente muy pequeña del resto de colores del espectro de la luz blanca, así que al iluminar con ella una habitación completamente a oscuras, el único color que reflejan o absorben los objetos es el rojo. Los humanos percibimos el color rojo en el espectro de luz visible en longitudes de onda entre los 620 y 750 nm (nanómetros) aproximadamente y esta linterna lo clava.

Para conseguir la luz azul echamos mano de uno de los juguetes favoritos de mis hijos y que tenemos a montones en nuestras sesiones de Investigactiva en Matadero, los bloques translúcidos de colores. Simplemente pasando la luz blanca de la linterna a través del bloque azul, conseguimos un resultado razonable. En este caso funciona bastante bien como filtro de color, aunque deja pasar algo del resto de colores y no conseguimos un efecto tan espectacular como con el rojo. También lo intentamos con el bloque rojo, pero este deja pasar demasiada luz blanca y se observan los colores de los objetos como los percibimos normalmente. Vamos, que el bloque rojo no sirve.

Cuando hablaba con mi hijo de cómo funcionaba el filtro del bloque, me decía “…colorea a la luz blanca de la linterna”. Sin embargo hay que recordar que al usar este bloque como filtro, el pigmento que contiene el plastiquito translúcido “filtra” los diferentes colores que forman el espectro de la luz blanca y deja pasar sólo la luz azul. Es decir, no añadimos color azul a la luz, sino que le quitamos el resto de colores.

También se nos ocurrió que podría ser buena idea escribir los colores en su propio color, en forma de lista. Nos preocupaba que, al observar con otra luz, cambiasen los colores y no nos acordásemos de cómo eran al principio. Incluimos como material de investigación unos dibujos de diferentes colores (que hicimos juntos) y libros ilustrados.

Planificación y experimentación

Nos aseguramos de que la habitación estaba bien oscurecida. Bajamos las persianas, cerramos la puerta y nos dispusimos a investigar.

Hicimos 3 observaciones. La primera con la luz blanca de la linterna, la segunda con la luz azul (interponiendo el filtro azul) y la tercera usando la linterna en modo luz roja.

Con la luz blanca percibimos lo mismo que vemos habitualmente cuando iluminamos con luz solar o con la luz de la habitación encendida. Lo que esperábamos, ya que todas esas fuentes de luz emiten luz blanca.

Con luz azul empezaba a ponerse rara la cosa. El libro, que tiene la contraportada con ilustraciones rojas, ahora parecía estar en blanco y negro. Y si mirábamos la lista de colores, el rojo parecía negro.

Con la luz roja ya todo cambió drásticamente. Los bloques rojos se percibían como transparentes y los azules como negros y opacos. Las ilustraciones rojas desaparecieron, se veían completamente blancas. La lista ahora sólo tenía tres colores, que se veían negros, el rojo, el naranja y el violeta ahora eran blancos. La verdad es que parecía auténtica magia.

Iluminado con luz blanca.

Iluminado con luz azul.

Iluminado con luz roja.

Lo que aprendimos

Esta experimentación corroboraba nuestra hipótesis inicial. Efectivamente, los colores que percibimos en los objetos, dependen de la luz con la que los iluminamos, como ocurría con los atardeceres. Esta idea sí quedó clara en la cabeza de mi peque. Ya sé que no desentrañamos los pormenores de la interacción de la luz con la materia y los entresijos de la percepción visual humana, pero yo me quedé más que satisfecho. Sabía que habíamos explorado y aprendido de la manera más conveniente para él. En fin, una investigación divertida, que nos proporcionó unos buenos 40 minutos de ciencia padre-hijo.

Por aclarar algunas de las experiencias

¿Qué pasa con el azul? Si tenemos un objeto que bajo luz blanca se ve azul, quiere decir que absorbe la parte roja del espectro de la luz blanca (visible) y refleja la parte azul. Pero si lo iluminamos con una luz roja, no reflejará nada (absorbe toda la luz que le llega) y se ve negro. Por otro lado, si la luz con la que lo iluminamos es azul, reflejará este color y se percibirá azul, igual que bajo luz blanca.

El caso del rojo era súper llamativo. Los objetos rojos parecían blancos. Para entender esto hay que recordar que el color blanco que observamos normalmente, se debe a que el objeto es capaz de reflejar toda la luz que le llega, sin absorber casi nada. Si un objeto rojo refleja este color  y lo iluminamos solamente con luz roja, reflejará toda la luz que le llega. ¿Qué pasa entonces con el libro? Que como las ilustraciones rojas están pintadas sobre papel blanco, cuando lo iluminamos con luz roja, ambas reflejan toda la luz que les llega. Así toda la página muestra el mismo color y no podemos percibir el contraste entre las ilustraciones y el papel.

Vayamos más lejos

Hubo algo que  nos fascinó bastante mientras experimentábamos. Al observarnos entre nosotros con la luz roja nos veíamos monocromáticos, es decir, solamente en blanco y diferentes intensidades de rojo. Al rato de vernos así nos parecía como si viésemos todo en blanco y negro, como una escala de grises. El caso es que este fenómeno lo había observado en los túneles de carretera, iluminados con lámparas de vapor de sodio. Estas lámparas emiten luz en una longitud de onda muy definida, correspondiente al color amarillo, lo que nos hace percibir lo que se ve en el túnel prácticamente en blanco y negro.

¿Qué te parecería probar a iluminar con otras luces de colores, como naranja, violeta o verde? ¿Se manifestarán observaciones similares?

Al jugar con la luces rojas y blancas de las linternas…… ¡Empezamos a ver sombras de colores! Y esto lo tenemos que investigar, más pronto que tarde.

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