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El color en al biología

Dra. Karla Josefina Santacruz Gómez

+¿Qué es la Visión humana?

n  Ojo + Cerebro

n  Interpretación de la información contenida en las imágenes de ambos ojos mediante sistemas internos de codificación e representación

+Fundamentos de Visión y Color

Enfoques de la visión humana:

①  Neurofisiológico (hardware): soporte neural

②  Psicofísico: relación estímulo - respuesta

③  Perceptual (software): integración e interpretación

Tipos de procesamiento de la información visual:

§  Forma, detalle, color, movimiento, profundidad y visión 3D, movimientos oculares, etc

§  Integración con otros órganos sensoriales

+ ¿Qué es el Color?

Según DRAE: Sensación producida por los rayos luminosos que impresionan los órganos visuales y que depende de la longitud de onda.

+ Las causas físico-químicas del color

VIBRACIONES Y EXCITACIONES ATÓMICAS SIMPLES

TRANSICIONES ENTRE BANDAS DE ENERGÍA

1.  Incandescencia: Sol, lámparas, arco-C, pirotecnia*

2.  Excitaciones gaseosas: relámpago, pirotecnia*, aurora boreal, láseres*

3.  Vibraciones y rotaciones: agua, hielo, yodo, cloro

8.  Metales: cobre, oro, hierro, plata 9.  Semiconductores puros: sílice, galena,

diamante, cadmio 10.  Semiconductores dopados: diamante, LED,

fósforos TV. 11.  Centros de color: amatista, cuarzo ahumado

TRANSICIONES EN LA RED CRISTALINA 4.  Compuestos metálicos: pigmentos,

láseres* 5.  Impurezas metálicas: rubí, esmeralda,

colorantes

ÓPTICA GEOMÉTRICA / FÍSICA 12. Refracción y polarización: arco iris,

halos. 13. Difusión: azul-cielo, amanecer/

atardecer, plumas azuladas*, ojos azules de los neonatos.

14. Interferencias: aceite-agua, pompas-jabón, alas de mariposa.

15. Difracción: ópalo, LCD, redes de difracción

TRANSICIONES ENTRE ORBITALES MOLECULARES 6.  Compuestos orgánicos: tintes, coloración

biológica* 7.  Transferencia de carga: zafiro,

magnetita,lapislázuli

+VIBRACIONES Y EXCITACIONES ATÓMICAS SIMPLES

a)   INCANDESCENCIA

Emisión de luz por el calor

La calidad de la luz emitida depende directamente de la temperatura del cuerpo

caliente.

n  Ligeramente caliente (alrededor de 1600 °C), emite luz roja-naranja

n  muy caliente (alrededor de 5000 °C), emite luz muy blanca

n  Temperaturas extremas (de 8000-9000 °C) al blanco azulado.

+ a) Incandescencia n  Fenómeno: excitación térmica.

n  *Plank

+c)Vibraciones y Rotaciones

n  Una molécula con N núcleos dispone de 3N grados de libertad en su movimiento nuclear:

n  3 de traslación,

n  3 de rotación (2 en las lineales),

n  resto 3N − 6 ( 3N − 5) de vibración.

coordenadas de desplazamiento ponderadas

+a)   Vibración que al activarse absorbe en una

determinada λ.

Intervalo de frecuencia (cm-1) Enlace Tipo de vibración

3600-3200 O-H Tensión 3500-3200 N-H Tensión 3000-2800 C-H Tensión 1600-1700 O-H Flexión 1640-1550 N-H Flexión 1400-1200 C-H Flexión 1350-1000 C-N Flexión 900-800 As-O Tensión

(simétrica) 700-750 As-O Tensión

(antisimétrica) 500-400 As-O Flexión

+ b)Excitación gaseosa

n  LASER (Light emissión stimulated radiation)

n  Relámpagos.

+ 2. TRANSICIONES DE REDES CRISTALINAS

n  Campo eléctrico formado entre iones de signos contrarios.

+ Impurezas en los cristales: color.

n  Postulado Reticular; el cristal es un medio periódico infinito definido por una de las catorce redes de Bravais.

n  Postulado estructural; el cristal posee una estructura atómica y la simetría de esta corresponde a uno de los 230 grupos espaciales ( 32 clases de simetría puntual + 14 redes de Bravais).

n  postulado energético; los átomos en la estructura cristalina ocupan posiciones de equilibrio para los cuales la energía es mínima.

+Tipos de Defectos

+Defectos puntuales. Defectos Frenkel.

+Centros de Color

A)  CENTROS DE COLOR (Farbzentrum).

n  Metales haluros

n  Huecos tienden a absorber la luz en el espectro visible de forma que un material ,que suele ser transparente, se vuelve de color.

n  Responsables de los cambios en la absorción infrarroja, visible y ultravioleta en materiales transparentes sometidos a radiaciones o tratamientos químicos.

+ 3. TRANSICIONES ENTRE ORBITALES MOLECULARES

El orbital es la descripción ondulatoria del tamaño, forma y orientación de una región del espacio disponible para un electrón.

+Tipos de transiciones

n  Solapamiento de orbitales: comparten amplitud.

n  Orbital σ . Localizados a lo largo del eje de unión de los átomos.

n  Orbitales π. Estos orbitales se emplean en la descripción de los enlaces múltiples.

n  Orbitales n. Estos orbitales moleculares tienen un acentuado carácter local y describen pares electrónicos libres asociados con heteroátomos ( O, S, N, Hal).

+ Transiciones entre orbitales

+ Ejemplo: Cromoforos: Etileno.

La interacción del cromóforo etileno con auxócromos desplaza asimismo la banda π batocrómicamente.

+

+ 4. TRANSICIONES ENTRE BANDAS. Transiciones en materiales que poseen bandas de energía.

(Semiconductores puros)

n  Bandas anchas y continuas.

n  Desdoblamiento de la banda de niveles energéticos en dos partes. n  BANDA DE VALENCIA n  BANDA DE

CONDUCCIÓN

+Principios fundamentales en

Ciencia del Color multi-espectral

Fuente luminosa + Objeto + Observador

Rango espectral de sensibilidad luminosa

+ Principios fundamentales en Ciencia del Color multi-espectral

+5. OPTICA/GEOMETRÍCA/FISICA

n  FENOMENOS ÓPTICOS

n  Propagación

n  Difracción

n  Reflexión

n  Dispersión

n  Polarización

+ REPORTE PARA ENTREGAR

VIBRACIONES Y EXCITACIONES ATÓMICAS SIMPLES

TRANSICIONES ENTRE BANDAS DE ENERGÍA

1.  Incandescencia: Sol, lámparas, arco-C, pirotecnia*

2.  Excitaciones gaseosas: relámpago, pirotecnia*, aurora boreal, láseres*

3.  Vibraciones y rotaciones: agua, hielo, yodo, cloro

8.  Metales: cobre, oro, hierro, plata 9.  Semiconductores puros: sílice, galena,

diamante, cadmio 10.  Semiconductores dopados: diamante, LED,

fósforos TV. 11.  Centros de color: amatista, cuarzo ahumado

TRANSICIONES EN LA RED CRISTALINA 4.  Compuestos metálicos: pigmentos,

láseres* 5.  Impurezas metálicas: rubí, esmeralda,

colorantes

ÓPTICA GEOMÉTRICA / FÍSICA 12. Refracción y polarización: arco iris,

halos. 13. Difusión: azul-cielo, amanecer/

atardecer, plumas azuladas*, ojos azules de los neonatos.

14. Interferencias: aceite-agua, pompas-jabón, alas de mariposa.

15. Difracción: ópalo, LCD, redes de difracción

TRANSICIONES ENTRE ORBITALES MOLECULARES 6.  Compuestos orgánicos: tintes, coloración

biológica* 7.  Transferencia de carga: zafiro,

magnetita,lapislázuli