Le onde dei colori

A tutti sarà capitato almeno una volta nella vita di ammirare l’alba in riva al mare. Il blu scuro della notte si ritira e sfuma verso l’orizzonte. Dopo qualche minuto il sole rosso emerge dalle acque circondato da un’aura gialla e rosa.

In scenari come questo le sfumature di colore ci affascinano ed è difficile che non ci si fermi ad osservarli anche se solo per un’istante. Ma quante volte ci siamo soffermati a pensare quale sia l’origine di tutto ciò? Vi siete mai chiesti che cos’è un colore?

Da bambini avrete sicuramente fatto una domanda simile ai vostri genitori e la risposta ottenuta sarà stata qualcosa di molto simile a “E’ la luce del sole che si riflette sugli oggetti”. Questa risposta è vera, ma molto riduttiva. La luce solare porta con sé tutte le colorazioni, ma cosa sono veramente i colori? E poi, cos’è la luce?

La luce e i colori

Il termine luce deriva dal latino lux, è l’ente fisico in grado di produrre eccitazione nell’occhio ed indurre la possibilità di vedere gli oggetti e i colori. Si distingue generalmente in luce naturale, emessa da una sorgente luminosa (Sole) o artificiale, emessa da apparecchi come le lampadine.

Il Sole emette luce sotto forma di radiazioni elettromagnetiche di diversi tipi, che si propagano nello spazio a velocità costante di 299 792 458 m/s (questa velocità è la velocità della luce), le radiazioni solari sono formate da luce bianca, radiazione infrarossa e radiazione ultravioletta.

Di queste tre tipologie quelle che l’occhio umano percepisce, e che determinano la nostra percezione visiva, appartengono allo spettro del visibile, cioè la luce bianca. Queste onde sono situate tra le radiazioni infrarosse (a minore frequenza) e quelle ultraviolette (a maggiore frequenza) e possiedono frequenza approssimativamente compresa tra 710 e 430 THz.

La luce bianca, gli infrarossi e l’ultravioletto non sono le uniche onde elettromagnetiche esistenti. Le onde elettromagnetiche sono molte di più e in generale hanno grande impiego. Possono essere utilizzate per trasportare informazioni, come per le onde radio, o per trasportare energia, come il forno a microonde.

Come la luce interagisce con l’ambiente

La luce  interagisce con la materia e per l’occhio umano ogni frequenza costituisce un colore differente. Le onde generate dal Sole inizialmente viaggiano nel vuoto e non hanno nulla che ne turbi o modifichi l’andamento nel loro viaggio verso la Terra. Quando queste giungono a destinazione però la presenza di massa costituisce un ostacolo e genera fenomeni particolari. I più comuni inerenti la trasmissione della luce attraverso la materia sono:

• assorbimento
• diffusione
• riflessione
• diffrazione
• rifrazione

Di questi fenomeni è la riflessione diffusa delle superfici combinata all’assorbimento il principale meccanismo attraverso il quale gli oggetti si rivelano ai nostri occhi, mentre la diffusione da parte dell’atmosfera è ciò che conferisce luminosità del cielo.

Fu Isaac Newton (1642-1727) a iniziare gli esperimenti sui colori e la luce. Osservò che il colore non è una caratteristica intrinseca degli oggetti, ma è la loro superficie a riflettere certi colori e ad assorbire i rimanenti. Noi dunque percepiamo unicamente i colori riflessi. Pertanto il verde non è nell’erba di un prato, ma è la superficie dei fili d’erba che riflette le lunghezze d’onda che noi riconosciamo come verde e assorbe tutte le altre onde visibili. Un oggetto ci appare bianco quando riflette tutte le lunghezze d’onda e nero invece quando le assorbe tutte.