Luz

Radiación electromagnética cuya longitud de onda es capaz de impresionar la retina del ojo humano y provocar la sensación de visión.

La luz blanca está compuesta por una serie de colores, cada uno de los cuales se caracteriza por una longitud de onda determinada, que son: el rojo, el naranja, el amarillo, el verde, el azul, el añil y el violeta. De ellos, el rojo es el que tiene la longitud de onda mayor y el violeta la menor. Sin embargo, todos estos colores no están nítidamente divididos entre sí sino que forman un espectro continuo.

Uno de los efectos que presenta la luz blanca es el de la dispersión de los colores que la componen ,cuando incide con un ángulo determinado desde un medio en otro cuya densidad es diferente al primero. Como consecuencia de la diferencia de longitudes de onda, la luz de los diversos colores se propaga con velocidades distintas y ángulos de difracción diferentes, lo cual da lugar a la separación de la luz blanca en el espectro continuo antes mencionado. Este efecto puede observarse en el arco iris, en el que la luz solar es refractada y dispersada por las gotas de lluvia. Por otro lado, el color azul del cielo se debe a la dispersión de la luz solar que se difracta en las moléculas de la atmósfera.

Para dispersar la luz blanca se emplea, fundamentalmente, un prisma triangular de vidrio, experiencia que I. Newton fue el primero en realizar. Asimismo, es posible recoger el espectro mediante una lente y hacerlo pasar por un segundo prisma, con lo cual se obtiene de nuevo luz blanca. En los espectrómetros se utilizan prismas dispuestos de este modo haciendo que la luz pase primero por un colimador y una lente convexa que da lugar a un rayo que se hace incidir con un determinado ángulo sobre un prisma que lo difracta y dispersa dando lugar a los colores espectrales que lo constituyen. Los rayos de colores diferentes que salen del prisma son recogidos por una lente convexa que los conduce a un foco en el que pueden observarse, registrarse mediante película fotográfica o incidir sobre detectores. Los dos tipos de espectros que pueden obtenerse son el espectro de emisión y el de absorción. El primero se obtiene gracias a la excitación de los electrones de los átomos de una determinada sustancia que al recibir energía pasan a órbitas superiores y al regresar al estado fundamental emiten dicha energía en forma de luz con una longitud de onda determinada.

De este modo, cada elemento químico está asociado a un espectro característico que resulta de extrema utilidad en su análisis químico. Por otro lado, los espectros de absorción se obtienen gracias al hecho de que el vapor de una sustancia absorbe, a una temperatura inferior a la incandescencia, las mismas longitudes de onda que emite. El espectro que se obtiene recibe el nombre de espectro de absorción ya que en el las regiones correspondientes a las longitudes de onda absorbidas aparecen oscuras. Dichos espectros se emplean también para la determinación de la composición del vapor en cuestión recibiendo las líneas oscuras antes mencionadas el nombre de rayas de Fraunhofer.

A pesar de que la descomposición de la luz blanca da lugar a siete colores y que el paso de estos nuevamente por un prisma permite recuperar dicha luz, para obtenerla solo es necesario combinar tres colores espectrales, el rojo, el verde y el azul. Dichos colores se denominan por este motivo colores primarios de la luz. Asimismo la combinación de pares de dichos colores primarios da lugar a la aparición de otros colores (secundarios). El verde y el rojo permiten obtener el amarillo, el azul y el verde dan el cyan mientras que el rojo y el azul dan el magenta. Esta combinación de colores primarios es la que se emplea por ejemplo para la obtención de la imagen en el tubo de televisión en color mediante tres cañones, uno para cada color. Por otro lado, la mezcla de los pigmentos de los colores da lugar a resultados diferentes ya que nosotros percibimos los colores de los pigmentos a modo de luz reflejada y no de luz que proceda directamente de una fuente luminosa. Es decir, el color que percibimos es el único que no ha sido absorbido por la superficie que refleja la luz. En este caso los colores primarios si bien existen son distintos: el magenta, el cyan y el amarillo (que a su vez son los colores secundarios de la luz). De igual modo en este caso pueden obtenerse los colores secundarios mediante la mezcla de parejas de primarios, a saber, el amarillo y el magenta para obtener el rojo, el magenta y el cyan para obtener el azul y el cyan y el amarrillo para obtener el verde. Al igual que en el caso de la luz la mezcla de los tres colores primarios nos permitía obtener luz blanca, en el caso de los pigmentos su mezcla da como resultados la sustracción total de los colores de la luz por lo que su resultado es el negro.

Sensores de Luz
 Los sensores de luz visible y de infrarrojos cubren un amplio espectro de complejidad. Las fotocélulas se encuentran entre los más sencillos de todos los sensores para hacer su interfaz con el microprocesador, y la interpretación de la salida de una fotocélula es directa. Las cámaras de vídeo, por el contrario, requieren una buena cantidad de circuitería especializada para hacer que sus salidas sean compatibles con un microprocesador, además las complejas imágenes que las cámaras graban son todo menos fáciles de interpretar.

Fotoresistencias
 Los sensores de luz posibilitan comportamientos de un robot tales como esconderse en la oscuridad, jugar con un flash, y moverse hacia una señal luminosa. Los sensores de luz simples son fotorresistencias, fotodiodos o fototransistores. Una fotorresistencia (o fotocélula) tiene una interfaz con un  microprocesador fácil de hacer. Las fotorresistencias son simplemente resistencias variables con la luz en muchos aspectos parecidos a los potenciómetros, excepto en que estos últimos varían girando un botón.

 Los fototransistores dan mayor sensibilidad a la luz que las fotorresistencias. Un fototransistor tiene una interfaz con un microprocesador casi tan fácil como el de una fotorresistencia.

 Los fotodiodos tienen una gran sensibilidad, producen una salida lineal en un amplio rango de niveles de luz, y responden con rapidez a los cambios de iluminación. Esto les hace útiles en los sistemas de comunicación para detectar luces moduladas; el mando a distancia de casi todos los TV, equipos estéreos y reproductores de CD los emplean. La salida de un fotodiodo requiere, no obstante, amplificación antes de poder ser empleada por un microprocesador.

Detectores de proximidad infrarrojos
 Los comportamientos de seguimiento son fáciles de implementar en un robot móvil, aunque los sensores de infrarrojos no nos dan la distancia real a un objeto, sí nos dicen si está o no presente en su cono de detección. Este tipo de sensores tiene un ancho de haz mucho más estrecho que el de los sonar. El seguimiento de paredes empleando dos detectores es muy corriente. Incluso es posible seguir una pared usando sólo un detector moviéndose diagonalmente como hacen los veleros respecto del viento. En este caso el robot tiene que girar alejándose de la pared cuando detecta algo y girar acercándose a la pared cuando no detecta nada.