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El color en al biología
Dra. Karla Josefina Santacruz Gómez
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+¿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
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+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
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+ ¿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.
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+ 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
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+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.
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+ a) Incandescencia n Fenómeno: excitación térmica.
n *Plank
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+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
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+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
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+ b)Excitación gaseosa
n LASER (Light emissión stimulated radiation)
n Relámpagos.
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+ 2. TRANSICIONES DE REDES CRISTALINAS
n Campo eléctrico formado entre iones de signos contrarios.
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+ 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.
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+Tipos de Defectos
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+Defectos puntuales. Defectos Frenkel.
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+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.
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+ 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.
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+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).
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+ Transiciones entre orbitales
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+ Ejemplo: Cromoforos: Etileno.
La interacción del cromóforo etileno con auxócromos desplaza asimismo la banda π batocrómicamente.
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+
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+ 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
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+Principios fundamentales en
Ciencia del Color multi-espectral
Fuente luminosa + Objeto + Observador
Rango espectral de sensibilidad luminosa
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+ Principios fundamentales en Ciencia del Color multi-espectral
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+5. OPTICA/GEOMETRÍCA/FISICA
n FENOMENOS ÓPTICOS
n Propagación
n Difracción
n Reflexión
n Dispersión
n Polarización
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+ 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