Dalla luce al colore

La luce e lo spettro visibile

La percezione del colore è possibile grazie all'interazione tra la luce e i materiali. La luce è una forma di radiazione elettromagnetica e il colore che vediamo è il risultato di quali lunghezze d’onda vengono riflesse o assorbite dagli oggetti.

La natura della luce

La luce è un’onda elettromagnetica caratterizzata da:

• Lunghezza d'onda (λ): determina il colore percepito (misurata in nanometri, nm).

• Frequenza (ν): inversamente proporzionale alla lunghezza d’onda.

• Energia (E): data dalla relazione E=hνE = hνE=hν, dove hhh è la costante di Planck.

La luce visibile è solo una piccola parte dello spettro elettromagnetico e va da circa 400 nm (violetto) a 700 nm (rosso).

• Lunghezze d’onda corte → blu, violetto (energia più alta).

• Lunghezze d’onda medie → verde, giallo.

• Lunghezze d’onda lunghe → arancione, rosso (energia più bassa).

Oltre questi limiti:

• Infrarosso (> 700 nm) → non visibile, percepito come calore.

• Ultravioletto (< 400 nm) → non visibile per l’uomo, ma visibile per alcuni animali (es. api).

Interazione tra luce e materia

Quando la luce colpisce un oggetto, può:

• Essere assorbita: il materiale trattiene specifiche lunghezze d’onda.

• Essere riflessa: la luce rimbalza e raggiunge i nostri occhi.

• Essere trasmessa: attraversa il materiale (come nei vetri colorati).

• Essere diffusa o rifratta: cambia direzione quando attraversa un mezzo trasparente.

L’interazione dipende dalle proprietà atomiche e molecolari del materiale:

• Un oggetto rosso assorbe il verde e il blu, riflettendo il rosso.

• Un oggetto bianco riflette tutte le lunghezze d'onda.

• Un oggetto nero assorbe quasi tutta la luce, convertendola in calore.

La luce bianca e la mescolanza dei colori

La luce bianca (come quella solare) è composta da tutte le lunghezze d’onda visibili. Questo si può vedere nella dispersione della luce:

• Quando la luce passa attraverso un prisma, si separa nei colori dell’arcobaleno.

• Il fenomeno dell’arcobaleno è dovuto alla rifrazione e dispersione della luce nelle gocce d’acqua.

Esistono due tipi di mescolanza dei colori:

Mescolanza additiva (luce) → RGB (rosso, verde, blu).

1. La combinazione di tutti i colori della luce crea il bianco.

2. Utilizzata nei display, schermi e LED.

Mescolanza sottrattiva (pigmenti) → CMY (ciano, magenta, giallo).

1. Più pigmenti si sovrappongono, più luce viene assorbita, creando il nero.

2. Utilizzata nella stampa e nella pittura.

L'illuminazione e la percezione del colore

Il colore di un oggetto dipende dalla luce che lo illumina:

• Luce solare: spettro bilanciato, percezione fedele dei colori.

• Luce artificiale (LED, neon, incandescenza) può alterare i colori.

• Luce monocromatica (es. rossa) impedisce di vedere alcuni colori correttamente.

Questo spiega fenomeni come la costanza cromatica, che permette di vedere un colore stabile anche se cambia la luce ambientale.

Conclusione

Vediamo i colori perché la luce interagisce con la materia e il nostro sistema visivo interpreta le lunghezze d'onda riflesse. La luce bianca è composta da molte lunghezze d’onda, e il colore dipende da quali di queste vengono riflesse o assorbite dagli oggetti.