Ottica geometrica

Il colore della luce

Di notte tutti i gatti sono bigi recita un noto proverbio. Infatti se un oggetto non emette luce propria, i nostri occhi lo possono percepire solo se è illuminato e, in mancanza di luce (come in una notte senza luna), tutto ci appare nero. Un oggetto che, quando è illuminato dalla luce solare, la diffonde in ogni direzione, viene percepito come bianco, un oggetto che la assorbe viene invece percepito come nero; ma se il bianco e il nero indicano rispettivamente la presenza e l'assenza di luce, qual è l'origine dei colori?

Un tempo si pensava che i colori traessero la loro origine dal contatto della luce con oggetti materiali, quasi essi fossero una contaminazione della purezza della luce. Questa ipotesi durò a lungo anche dopo che Newton descrisse, nel 1672, la sua famosa esperienza di dispersione della luce con il prisma di vetro.

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Un fascio di luce monocromatica che attraversa un prisma triangolare viene rifratto e si piega, ma un fascio di luce bianca (come quella proveniente dal Sole) si scompone in tanti colori che formano, su uno schermo posto dopo il prisma, una fascia colorata dal rosso fino al violetto (spettro).

Se un secondo prisma viene opportunamente posto rovesciato dopo il primo, esso ricompone i colori dello spettro in un fascio di luce bianca.

Quale, tra le seguenti ipotesi, ti sembra più adatta per spiegare la dispersione della luce bianca attraverso un prisma?
  1. La luce solare è incolore: i colori provengono dal vetro del prisma.
  2. La luce solare è formata da tutti i colori che si separano attraverso il prisma.

Nel 1704 Newton pubblicò Optiks sulla luce e i colori, un'opera che ebbe una grande influenza anche nel mondo letterario dell'epoca: in effetti il tema della luce affascinava molto di più dei difficili concetti della gravitazione e provocò grandi consensi e grandi critiche.

L'idea di Newton è che la luce bianca proveniente dal Sole e dalle altre stelle sia una mescolanza di infiniti colori (raggruppati nei sette colori dello spettro) che, in alcune occasioni, possono separarsi. Ogni colore ha un indice di rifrazione leggeremente diverso: il rosso viene deviato meno di tutti, mentre il violetto (all'altra estremità dello spettro) subisce una maggiore rifrazione. La differenza, di norma, non è apprezzabile, ma il prisma triangolare ha una forma tale da evidenziarla e rendere così distinguibili i colori che formano il fascio di luce bianca. Poichè poi una seconda rifrazione in un prisma rovesciato riesce a ricomporre il raggio bianco originario, è escluso che i colori provengano dal vetro.

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Per quale ragione alcuni oggetti appaiono rossi, verdi o azzurri? Quando la luce bianca colpisce una superficie opaca, parte di essa viene assorbita e parte rimadata indietro (diffusa) disordinatamente. Se nella luce diffusa c'è una percentuale maggiore di un colore, i nostri occhi percepiscono soprattutto quel colore.

Il colore non è una proprietà degli oggetti, ma dipende dal tipo di luce con cui essi sono illuminati e che sono in grado di diffondere.

Se passiamo in automobile in una galleria generalmente illuminata con luce gialla, vediamo che i vestiti, le mani e l'interno della macchina diventano gialli o molto scuri. Anche un tessuto può assumere una colorazione diversa se esaminato alla luce solare o sotto una luce artificiale.

Il pianeta Cromo è illuminato da un sole che emette solo luce arancione-rosso. Di che colore vedresti i seguenti oggetti se fossi un abitante di Cromo?
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Copyleft Ludovica Battista