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La luce

Marzo 2015

Che cos'è la luce?


La luce è una forma di energia risultato di due componenti :
  • un'onda elettromagnetica ondulatoria
  • un aspetto corpuscolare (i fotoni) La luce emessa dal sole si sposta ad una velocità di circa 300 000 km/s, ad una frequenza di circa 600 000 GHz.

Nozione di colore


Il colore della luce è caratterizzata dalla sua frequenza, essa stessa condizionata dalla lunghezza d'onda e dalla celerità dell'onda. La lunghezza d'onda di un fenomeno oscillatorio è generalmente caratterizzata dalla relazione :
? = CT
dove :
  • ? designa la lunghezza d'onda
  • C designa la celerità dell'onda
  • T designa il periodo dell'onda (in secondi)


Viene detto raggio monocromatico un irraggiamento che comporta una sola lunghezza d'onda e raggio policromatico un raggio che ne contiene molteplici. L'insieme delle lunghezze di onde che compongono un raggio policromatico (e le loro rispettive luminosità) è detto spettro.

Tuttavia l'occhio umano non è capace di fare la differenza fra i componenti di un raggio e percepisce solo la risultante, funzione delle diverse lunghezze d'onda che la compongono e la loro intensità luminosa rispettiva.

L'occhio umano è capace di vedere degli irraggiamenti la cui lunghezza d'onda è compresa tra 380 e 780 nanometri. Sotto i 380 nm si trovano degli raggi come gli ultravioletti, mentre i raggi infrarossi hanno una lunghezza d'onda superiore ai 780 nm. L'insieme delle lunghezze d'onda visibili dall'occhio umano è detto «spettro visibile» :
spettro di luce visibile dall\


E' possibile scomporre i colori spettrali attraverso un prisma in cristallo.

Il funzionamento dell'occhio umano


Un'immagine si forma sulla retina grazie alla cornea (la copertura traslucida dell'occhio) e dell'iride (che chiudendosi permette di dosare la quantità di luce). Questa è composta da piccoli bastoncelli (in inglese rods) e di coni (in inglese cones).
schema dell\


I bastoncelli, formati da una pigmentazione detta rodopsina e posti alla periferia della retina, permettono di percepire la luminosità e il movimento (visione scotopica), mentre i coni, posti in una zona detta fovea, permettono di diversificare i colori (visione fotopica). In realtà esistono tre tipi di coni :
  • un tipo per il rosso (570 nm) chiamato eritrolabe
  • un tipo per il verde (535 nm) chiamato clorolabe
  • un tipo per il blu (445 nm) chiamato cianolabe


Così, quando un tipo di cono ha un difetto, la percezione del colore è imperfetta, e si parla allora di daltonismo. Secondo il tipo di cono difettoso si distinguono:
  • La protanopia insensibilità al rosso
  • La deuteranopia insensibilità al verde
  • La tritanopia insensibilità al blu


D'altra parte si deve notare che la sensibilità dell'occhio umano alle intensità luminose dei tre colori primari non è uguale :
rappresentazione della percezione della luminosità

Sintesi additiva e sottrattiva


Esistono due tipi di sintesi del colore :
  • La sintesi additiva è il frutto dell'aggiunga delle componenti della luce. Le componenti della luce sono direttamente aggiunte all'emissione, è il caso dei monitor o delle televisioni a colori. Quando si aggiungono le tre componenti Rosso, verde, blu (RVB), si ottiene il bianco. L'assenza delle componenti da il nero. I colori secondari sono il ciano, il magenta ed il giallo dato che :</gras>
    • Il verde mischiato al blu da il ciano
    • Il blu mischiato al rosso da il magenta
    • Il verde mischiato al rosso da il giallo

sintesi additiva
  • La sintesi sottrattiva permette di restituire un colore per sottrazione, partendo da una fonte di luce bianca, con dei filtri corrispondenti ai colori complementari: giallo, magenta e ciano. L'aggiunta di questi tre colori da il nero e la loro assenza produce il bianco.


I componenti della luce sono aggiungi dopo la riflessione su un oggetto, o più esattamente sono assorbiti dalla materia. Questo processo è usato in fotografia e per la stampa dei colori. I colori secondari sono il blu, il rosso e il verde dato che :
    • Il magenta (colore primario) mischiato con il ciano (colore primario) da il blu
    • Il magenta (colore primario) mischiato con il giallo (colore primario) da il rosso
    • Il ciano (colore primario) mischiato con il giallo (colore primario) da il verde

sintesi sottraente


Due colori sono detti complementari se la loro associazione da il bianco in sintesi additiva o il nero in sintesi sottrattiva.
Per poter consultare questo documento offline, ne potete scaricare gratuitamente una versione in formato PDF:
La-luce.pdf

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