¿Cómo se relaciona el Kelvin de la temperatura de color con el Kelvin de la temperatura real?
El color no tiene temperatura real. Intente colocar un cuadrado azul y un cuadrado rojo en su monitor y sostenga un termómetro contra ambas regiones. Si encuentras que hay una diferencia, lo estás haciendo mal. Probablemente ya sepas esto.
Entonces, ¿por qué la temperatura de color se mide en Kelvin? Kelvin es una medida del calor en una sustancia desde el cero absoluto. Eso significa que, cuando en realidad no hay ningún tipo de calor en una sustancia y las moléculas en ella están absolutamente inmóviles, eso es 0 K. 0 K puede que en realidad no sea posible, pero eso no nos impide medir en relación con él, y esto es una digresión de todos modos.
¿Existe alguna sustancia que emita diferentes colores a diferentes temperaturas, que se haya utilizado como referencia para relacionar la temperatura con la temperatura del color? ¿O es más complejo que eso? ¿O la elección de usar Kelvin es completamente arbitraria, sin ninguna relación con el calor?
Está relacionado con una sustancia calentada, aunque de una manera un tanto teórica. La sustancia es un cuerpo negro incandescente ideal , que irradiaría un color dado dentro de un espacio de color dado a una temperatura dada. La ubicación dentro del espacio de color frente a la temperatura se llama lugar geométrico de Planck y no pretendo entender todo en ese artículo, pero explóralo a la profundidad que quieras.
Para obtener una explicación más general de "lectura de luz" de la temperatura de color y su correlación con los radiadores de cuerpo negro, consulte el artículo Temperatura de color de Wikipedia .
La declaración introductoria de Wikipedia sobre la temperatura del color los relaciona bastante bien:
La temperatura de color de una fuente de luz es la temperatura de un radiador de cuerpo negro ideal que irradia luz de un tono comparable al de la fuente de luz.
Los radiadores de cuerpo negro son un concepto idealizado, que irradian un espectro de energía con una intensidad máxima a una frecuencia que depende de la temperatura del radiador de cuerpo negro. Cuanto mayor sea la temperatura del cuerpo negro, mayor será la frecuencia máxima del espectro de emisión del radiador de cuerpo negro. Cualquier emisión de un radiador de cuerpo negro ideal es puramente de energía térmica. Por lo tanto, un cuerpo negro de 6500 K emite fotones cuyo espectro de frecuencia alcanza su punto máximo en lo que hemos llamado temperatura de color de 6500 K (en el rango de temperatura de color azul-blanco, "luz diurna").
Si bien no hay radiadores de cuerpo negro reales, existen varias aproximaciones decentes que actúan un poco como los cuerpos negros. Las estrellas, las bombillas incandescentes y las cocinas eléctricas son ejemplos. Es por eso que 5500 - 6500 K se llama temperatura de color de la luz del día: medimos la temperatura del cuerpo negro del sol en alrededor de 5780 K. De manera similar, debido a que las bombillas incandescentes no son emisores de luz tanto como emisores de calor en el espectro de luz visible , el "interior" La temperatura de color de aproximadamente 2500 K es la temperatura nominal de radiación del cuerpo negro y el pico espectral de las bombillas incandescentes.
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Esta pregunta de Physics.SE también aborda la pregunta actual: ¿Cómo se relaciona la temperatura con el color?
La temperatura de color está relacionada con la radiación de cuerpo negro producida por objetos calientes. La curva de radiación del cuerpo negro, que se muestra a continuación, muestra las curvas de intensidad* aproximadas en cada longitud de onda para la radiación emitida por los cuerpos a 5000K, 4000K y 3000K.
* En realidad, muestra la curva de radiación espectral, que es una especie de flujo. Pero puedes pensar en ello como una intensidad si te ayuda. Las dos cantidades están estrechamente relacionadas.
Fuente de la imagen: Wikipedia
Note cómo las curvas pasan a través del espectro visible. Dependiendo de qué parte de la curva (área bajo la) esté en el espectro visible, el color se verá diferente. Esto lo describe el lugar geométrico de Planck cuando se habla de temperatura de color.
Fuente de la imagen: Wikipedia
El diagrama CIE anterior muestra el color visual de los cuerpos a varias temperaturas. Los cuerpos con temperaturas alrededor de 3000K tienden a verse rojos, mientras que los cuerpos alrededor de 5000K o 6000K se verán más blancos. Los cuerpos que están más calientes que esto tenderán a verse azules.
Como señalan las otras respuestas, la temperatura del color corresponde a la radiación del cuerpo negro a esa temperatura.
Pero, ¿por qué nos preocupamos por eso? Para entender eso, primero debes preguntarte "¿Qué es blanco?"
Físicamente, el blanco no es un color. No hay una longitud de onda de luz que corresponda al "blanco", al igual que no hay ninguna que corresponda al "negro", "gris" o "rosa": todos esos colores son solo "artefactos" de la percepción humana. Físicamente, son una mezcla de muchas longitudes de onda diferentes (en la luz natural en particular, el blanco es, por definición, la mezcla de todas las longitudes de onda visibles del Sol).
La percepción humana del color depende de la mezcla de la intensidad de tres receptores de luz diferentes. Ahora, cada uno de ellos cubre una amplia gama de longitudes de onda ("colores físicos"), por lo que esto es un poco más complicado, pero cada uno de ellos tiene un pico en una longitud de onda diferente; generalmente los llamamos rojo, verde y azul respectivamente. Así es como las computadoras pueden mostrar todos los colores que podemos ver con solo una combinación de tres longitudes de onda diferentes: algún extraterrestre inteligente con una vista diferente pensaría que todos estamos llenos de tonterías, porque nuestras imágenes no se parecen en nada a las reales. Básicamente, ajustamos las intensidades de las tres longitudes de onda (que corresponden aproximadamente a los picos) para producir la misma excitación en los fotorreceptores que produciría la luz real.
En este modelo, "blanco" significa "100% rojo + 100% verde + 100% azul". Sin embargo, como ya he señalado, la luz blanca natural en realidad no funciona así: es una combinación de muchas longitudes de onda diferentes sin proporciones tan bonitas. Ahora llegamos a la evolución: el blanco es el color que no cambia de matiz. La percepción del color se equilibra para permitirnos seguir viendo los mismos colores incluso cuando cambian las condiciones de iluminación ambiental, por ejemplo, al caminar bajo el dosel de un bosque o cuando se trata de luz dispersa (por ejemplo, "en una sombra"). Esto también significa que la temperatura de color natural corresponde a la temperatura de la fotosfera del sol; básicamente, el sol es blanco por definición , porque eso es a lo que nos adaptó la evolución (la razón por la que pareceamarillento para el ojo se debe a que parte de la luz azul es dispersada por la atmósfera: nuestra vista se adaptó para ver los objetos iluminados por el Sol (y la atmósfera), no para ver el Sol mismo).
La parte divertida es que esto también nos permite usar fuentes de luz que no son tan calientes como el sol. Los ejemplos más simples son las bombillas incandescentes que tienden a tener una temperatura más baja, pero utilizan el mismo principio básico: calentar el cable lo suficiente para que irradie suficiente luz visible para que el balance de blancos funcione para los humanos. Las luces LED utilizan un principio más parecido a la pantalla de su computadora: tres longitudes de onda distintas (bueno, no exactamente tres, sino "tres bandas estrechas") para producir cualquier color. Lo bueno es que esto es mucho más eficiente. Lo malo es que en realidad puede producir efectos de luz visiblemente diferentes, por lo que en realidad no se corresponde con la luz natural en absoluto.
Pero el núcleo es: las luces LED no están cerca de su "temperatura de color", entonces, ¿qué significado tiene la temperatura de color en ese caso? El punto principal es que bajo diferentes temperaturas, la intensidad de las señales producidas en cada uno de los tres fotorreceptores es diferente (para los mismos "colores"). Cuando cambia la temperatura de color en su monitor, básicamente está modificando la intensidad de cada uno de esos tres canales en relación con los demás; eso es lo que le da los tonos "rojizos" o "azulados". estas simulandoel efecto de una temperatura diferente del cuerpo negro en la vista humana, y dado que la vista humana ignora gran parte de la información en la luz, en realidad funciona bastante bien la mayor parte del tiempo. Al realizar la configuración en su cámara, está haciendo exactamente lo contrario: está tratando de asignar los colores "cambiados" a los datos "objetivos" Rojo + Verde + Azul. La razón por la que la configuración generalmente usa la temperatura de color es simplemente porque eso es lo que se usa en todas partes: puede ver las temperaturas de color de su iluminación y usarlas también en su cámara.
Antes del termómetro, los herreros, alfareros, sopladores de vidrio y similares dependían del color del material brillante para monitorear el progreso. Se creía que la mayoría de los minerales tenían un color único en diferentes etapas a medida que se calentaban. También se sabía que los objetos se expanden y contraen a medida que cambia su temperatura. Daniel Fahrenheit (alemán 1686-1736) ideó un termómetro de mercurio. Usó el número 180 como el número de pasos (grados) entre el agua congelada y la ebullición, siendo 180 un número altamente divisible. Anders Celsius (sueco (1701 - 1744) pensó que el negocio de 180 era una locura. Celsius colocó 100 pasos entre el agua congelada y la hirviendo.
El mercurio, el alcohol y otros líquidos se usaban comúnmente en los termómetros, sin embargo, ninguno se expande o contrae linealmente, por lo que las marcas en los tubos tienen diferentes espacios en diferentes regiones. En 1802 Joseph Louis Gay-Lussac (francés 1778 - 1850) demostró que el coeficiente del aire y varios gases comunes son casi iguales. Un tubo con un flotador encima de una columna de hidrógeno cae y sube uniformemente con la temperatura. Si continúa el enfriamiento, el flotador debe tocar el fondo a -273 °C. Los científicos aborrecen las temperaturas negativas y llamaron a este tocar fondo como "temperatura absoluta". Por lo tanto, la Escala Absoluta ahora se llama escala Kelvin en honor a William Thomson, primer barón Kelvin (Premio Nobel irlandés de 1824 a 1907) por su trabajo sobre la radiación del cuerpo negro).
Una temperatura en la escala Kelvin se puede convertir a la escala Celsius sumando 273. Los metalúrgicos comúnmente usaban la escala Kelvin al igual que muchas otras ramas de la ciencia. Los diseños de las bombillas evolucionaron para utilizar el tungsteno metálico como filamento incandescente. La industria de la iluminación adoptó la escala Kelvin para describir el color que producían las lámparas. La industria de la fotografía, altamente dependiente de la iluminación artificial, adoptó la escala Kelvin para clasificar el color.
Tabla de algunas fuentes de iluminación prácticas seleccionadas y sus temperaturas de color.
Luz del sol mediodía 5400K
Tragaluz 120.000K a 18.000K
Photographic Daylight 5500K (acordado por los cineastas)
Cubo de destello - Flash de giro 4,950K
Bombilla de destello transparente (relleno de alambre de circonio) 4200 K
Bombilla de flash rellena de alambre de aluminio transparente 3800K
Lámpara fotográfica de 500 vatios 3200K
Bombilla doméstica de tungsteno de 100 vatios 2900K
Bombilla de tungsteno de uso doméstico de 60 vatios 2820 K
Peter - Reincorporar a Monica
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BlueRaja - Danny Pflughoeft
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