Color azul en Ciencia y naturaleza

El azul es uno de los tres colores primarios de los pigmentos en la pintura y la teoría del color tradicional, así como en el modelo de color RGB. Se encuentra entre violeta y verde en el espectro de la luz visible. El ojo percibe el azul cuando observa luz con una longitud de onda dominante entre aproximadamente 450 y 495 nanómetros. La mayoría de los blues contienen una ligera mezcla de otros colores; el azul contiene algo de verde, mientras que el azul ultramar contiene algo de violeta. El cielo despejado durante el día y el fondo del mar parecen azules debido a un efecto óptico conocido como dispersión de Rayleigh. Un efecto óptico llamado dispersión Tyndall explica los ojos azules. Los objetos distantes aparecen más azules debido a otro efecto óptico llamado perspectiva atmosférica.

El azul ha sido un color importante en el arte y la decoración desde la antigüedad. La piedra semipreciosa lapislázuli fue utilizada en el antiguo Egipto para joyería y adornos y más tarde, en el Renacimiento, para hacer que el pigmento sea ultramar, el más caro de todos los pigmentos. En el siglo VIII, los artistas chinos utilizaron el azul cobalto para colorear porcelana azul y blanca fina. En la Edad Media, los artistas europeos lo usaron en las ventanas de las Catedrales. Los europeos usaban ropa de color con la tintura de tinte vegetal hasta que fue reemplazada por el índigo más fino de América. En el siglo XIX, los pigmentos y colorantes azules sintéticos reemplazaron gradualmente a los pigmentos minerales y los tintes sintéticos. El azul oscuro se convirtió en un color común para los uniformes militares y más tarde, a fines del siglo XX, para los trajes de negocios. Debido a que el azul se ha asociado comúnmente con la armonía, se eligió como el color de las banderas de las Naciones Unidas y la Unión Europea.

Las encuestas en los Estados Unidos y Europa muestran que el azul es el color más comúnmente asociado con la armonía, la fidelidad, la confianza, la distancia, el infinito, la imaginación, el frío y, a veces con tristeza. En las encuestas de opinión pública de Estados Unidos y Europa es el color más popular, elegido por casi la mitad de los hombres y las mujeres como su color favorito. Las mismas encuestas también mostraron que el azul era el color más asociado con el masculino, justo por delante del negro, y también era el color más asociado con la inteligencia, el conocimiento, la calma y la concentración.

Tonos y variaciones
Azul es el color de la luz entre violeta y verde en el espectro visible. Las tonalidades azules incluyen índigo y azul marino, más cercano a violeta; azul puro, sin ninguna mezcla de otros colores; Cyan, que está en la mitad del espectro entre el azul y el verde, y el otro azul verdoso turquesa, verde azulado y aguamarina.

El azul también varía en sombra o tinte; los tonos más oscuros de azul contienen negro o gris, mientras que los tonos más claros contienen blanco. Los tonos más oscuros de azul incluyen azul ultramar, azul cobalto, azul marino y azul de Prusia; mientras que los tonos claros incluyen azul cielo, azur y azul egipcio. (Para obtener una lista más completa, consulte la Lista de colores).

Los pigmentos azules fueron hechos originalmente de minerales como el lapislázuli, el cobalto y la azurita, y los tintes azules fueron hechos de plantas;usualmente en Europa, e Indigofera tinctoria, o añil verdadero, en Asia y África. En la actualidad, la mayoría de los pigmentos y colorantes azules se elaboran mediante un proceso químico.

Óptica
Los ojos humanos perciben el azul al observar la luz que tiene una longitud de onda dominante de aproximadamente 450-495 nanómetros. Los azules con una frecuencia más alta y, por lo tanto, una longitud de onda más corta se ven gradualmente más violetas, mientras que aquellos con una frecuencia más baja y una longitud de onda más larga aparecen gradualmente más verdes. El azul puro, en el medio, tiene una longitud de onda de 470 nanómetros.

Isaac Newton incluyó el azul como uno de los siete colores en su primera descripción del espectro visible, eligió siete colores porque ese era el número de notas en la escala musical, que creía que estaba relacionado con el espectro óptico. Incluía el índigo, el matiz entre el azul y el violeta, como uno de los colores separados, aunque hoy en día generalmente se considera un matiz de azul.

En la pintura y la teoría del color tradicional, el azul es uno de los tres colores primarios de los pigmentos (rojo, amarillo, azul), que se pueden mezclar para formar una amplia gama de colores. Rojo y azul mezclados forman violeta, azul y amarillo juntos forman verde. Mezclar los tres colores primarios juntos produce un gris oscuro. Desde el Renacimiento en adelante, los pintores utilizaron este sistema para crear sus colores. (Consulte el sistema de color RYB).

El modelo RYB fue utilizado para la impresión en color por Jacob Christoph Le Blon ya en 1725. Más tarde, los impresores descubrieron que se podían crear colores más precisos utilizando combinaciones de tinta magenta, cian, amarilla y negra, colocados en placas entintadas separadas y luego superpuestos uno a la vez en papel. Este método podría producir casi todos los colores en el espectro con una precisión razonable.

En el siglo XIX, el físico escocés James Clerk Maxwell encontró una nueva forma de explicar los colores, según la longitud de onda de su luz. Mostró que la luz blanca se podía crear combinando la luz roja, azul y verde, y que prácticamente todos los colores se podían hacer mediante diferentes combinaciones de estos tres colores. Su idea, llamada color aditivo o modelo de color RGB, se usa hoy para crear colores en televisores y pantallas de computadora. La pantalla está cubierta por pequeños píxeles, cada uno con tres elementos fluorescentes para crear luz roja, verde y azul. Si los elementos rojo, azul y verde brillan todos a la vez, el píxel se ve blanco. A medida que la pantalla se escanea desde atrás con electrones, cada píxel crea su propio color designado, componiendo una imagen completa en la pantalla.

En la rueda de color HSV, el complemento de azul es amarillo; es decir, un color que corresponde a una mezcla igual de luz roja y verde. En una rueda de colores basada en la teoría del color tradicional (RYB), donde el azul se consideraba un color primario, se considera que su color complementario es naranja (basado en la rueda de color Munsell).

Pigmentos y colorantes

Los pigmentos azules estaban hechos de minerales, especialmente lapislázuli y azurita ( Cu 3 (CO 3 ) 2 (OH) 2 ) . Estos minerales se trituraron, se molieron y se mezclaron con un agente aglutinante de secado rápido, como la yema de huevo (pintura al temple); o con un aceite de secado lento, como aceite de linaza, para pintura al óleo. Para hacer vidrieras azules, se mezcló pigmento azul cobalto (aluminato de cobalto (II): CoAl2O4 ) con el vidrio. Otros pigmentos azules comunes hechos de minerales son ultramar ( Na 8-10 Al 6 Si 6 O 24 S 2-4 ), azul cerúleo (principalmente cobalto (II) estatinato: Co 2 SnO 4 ) y azul de Prusia (azul milori: principalmente Fe 7 (CN) 18 ).

Los tintes naturales para teñir la tela y los tapices fueron hechos de plantas. Se usaron woad y añil verdadero para producir colorante añil usado para teñir las telas azules o índigo. Desde el siglo XVIII, los tintes azules naturales han sido reemplazados por tintes sintéticos.

Lapislázuli, extraído en Afganistán durante más de tres mil años, se usó para joyería y adornos, y luego se trituró y se pulverizó y se usó como pigmento. Cuanto más se molía, más claro se volvía el color azul.

La azurita, común en Europa y Asia, se produce por la erosión de los depósitos de mineral de cobre. Fue triturado y pulverizado y utilizado como un pigmento de la antigüedad,

El azul ultramar natural, hecho por lapislázuli moliendo y purificando, era el mejor pigmento azul disponible en la Edad Media y el Renacimiento. Era extremadamente caro, y en el arte renacentista italiano, a menudo se reservaba las túnicas de la Virgen María.

Azul egipcio, el primer pigmento artificial, creado en el tercer milenio antes de Cristo en el Antiguo Egipto mediante la molienda de arena, cobre y natrón, y luego calentándolo. A menudo se usaba en pinturas de tumbas y objetos funerarios para proteger a los muertos en su vida futura.

La azurita molida se usaba a menudo en el Renacimiento como sustituto del lapislázuli, mucho más caro. Tenía un color azul intenso, pero era inestable y podía volverse verde oscuro con el tiempo.

Cerulean fue creado con cobre y óxido de cobalto, y se utiliza para hacer un color azul cielo. Al igual que la azurita, podría desaparecer o volverse verde.

Azul cobalto. El cobalto se ha utilizado durante siglos para colorear vidrio y cerámica; fue utilizado para hacer que las vidrieras de color azul profundo de las catedrales góticas y porcelana china comenzaran en la dinastía T’ang. En 1799, un químico francés, Louis Jacques Thénard, fabricó un pigmento azul cobalto sintético que se hizo inmensamente popular entre los pintores.

El tinte índigo está hecho de tintura, Indigofera tinctoria, una planta común en Asia y África, pero poco conocida en Europa hasta el siglo XV. Su importación a Europa revolucionó el color de la ropa. También se convirtió en el color utilizado en denim azul y jeans. Casi todo el tinte índigo producido hoy en día es sintético.

Estructura química del tinte índigo, un tinte azul ampliamente producido. Blue jeans consisten en 1-3% en peso de este compuesto orgánico.

El pigmento ultramar sintético, inventado en 1826, tiene la misma composición química que el ultramar natural. Es más vivo que el ultramar natural porque las partículas son más pequeñas y de tamaño más uniforme, y por lo tanto distribuyen la luz de manera más pareja.

Estándares naturales científicos
Espectro de emisión de Cu 2+

Espectro electrónico de los iones de agua Cu (H 2 O) 2+ 6

Por qué el cielo y el mar parecen azules
De los colores en el espectro visible de la luz, el azul tiene una longitud de onda muy corta, mientras que el rojo tiene la longitud de onda más larga. Cuando la luz del sol pasa a través de la atmósfera, las longitudes de onda azules se dispersan más ampliamente por las moléculas de oxígeno y nitrógeno, y más azul llega a nuestros ojos. Este efecto se llama dispersión Rayleigh, después de Lord Rayleigh, el físico británico que lo descubrió. Fue confirmado por Albert Einstein en 1911.

Cerca del amanecer y el atardecer, la mayor parte de la luz que vemos es casi tangente a la superficie de la Tierra, por lo que el camino de la luz a través de la atmósfera es tan largo que gran parte de la luz azul e incluso verde se dispersa, dejando los rayos del sol y las nubes se ilumina de rojo. Por lo tanto, al mirar el atardecer y el amanecer, el color rojo es más perceptible que cualquiera de los otros colores.

El mar se ve azul por la misma razón: el agua absorbe las longitudes de onda más largas de rojo y refleja y dispersa el azul, que llega al ojo del espectador. El color del mar también se ve afectado por el color del cielo, reflejado por partículas en el agua; y por las algas y la vida vegetal en el agua, que puede hacer que se vea verde; o por el sedimento, que puede hacer que se vea marrón.

Perspectiva atmosférica
Cuanto más lejos esté un objeto, más azul a menudo aparece en el ojo. Por ejemplo, las montañas a lo lejos a menudo parecen azules. Este es el efecto de la perspectiva atmosférica; cuanto más lejos esté un objeto del espectador, menor será el contraste entre el objeto y su color de fondo, que generalmente es azul. En una pintura donde las diferentes partes de la composición son azul, verde y rojo, el azul parecerá más distante y el rojo más cercano al espectador. Cuanto más frío es un color, más distante parece.

Astronomía
• Un gigante azul es el tipo más grande de estrellas. Una supergigante azul es aún más grande.

Ojos azules
Los ojos azules en realidad no contienen ningún pigmento azul. El color de los ojos está determinado por dos factores: la pigmentación del iris del ojo y la dispersión de la luz por el medio turbio en el estroma del iris. En los humanos, la pigmentación del iris varía de marrón claro a negro. La aparición de ojos azules, verdes y avellana resulta de la dispersión de luz de Rayleigh en el estroma, un efecto óptico similar al que explica el azul del cielo. Los iris de los ojos de personas con ojos azules contienen menos melanina oscura que aquellos con ojos marrones, lo que significa que absorben menos luz azul de onda corta, que en cambio se refleja en el espectador. El color de los ojos también varía dependiendo de las condiciones de iluminación, especialmente para los ojos de color más claro.

Los ojos azules son más comunes en Irlanda, el área del Mar Báltico y el norte de Europa, y también se encuentran en el este, centro y sur de Europa. Los ojos azules también se encuentran en partes de Asia occidental, sobre todo en Afganistán, Siria, Irak e Irán. En Estonia, el 99% de las personas tienen ojos azules. En Dinamarca, hace 30 años, solo el 8% de la población tenía ojos marrones, aunque a través de la inmigración, hoy esa cifra es de alrededor del 11%. En Alemania, aproximadamente el 75% tiene ojos azules.

En los Estados Unidos, a partir de 2006, una de cada seis personas, o el 16.6% de la población total, y el 22.3% de la población blanca, tienen ojos azules, en comparación con aproximadamente la mitad de los estadounidenses nacidos en 1900, y un tercio de Americanos nacidos en 1950. Los ojos azules se están volviendo menos comunes entre los niños estadounidenses. En los Estados Unidos, los niños tienen 3-5 por ciento más de probabilidades de tener ojos azules que las niñas.

Láser
Los láseres que emiten en la región azul del espectro se volvieron ampliamente disponibles para el público en 2010 con el lanzamiento de la tecnología de diodos láser de alta potencia de 445-447 nm. Anteriormente, las longitudes de onda azules solo eran accesibles a través de DPSS que son comparativamente caras e ineficientes, sin embargo estas tecnologías todavía son ampliamente utilizadas por la comunidad científica para aplicaciones que incluyen optogenética, espectroscopía Raman y velocimetría de imágenes de partículas, debido a su calidad de haz superior. Los láseres de gas azul también se siguen utilizando comúnmente para holografía, secuenciación de ADN, bombeo óptico y otras aplicaciones médicas y científicas.