Teoria dei Colori

Il termine colorecolore indica l’interpretazione che il nostro cervello dà alla radiazione elettromagnetica emessa da un corpo.

Si definisce luminosaluminosa quella parte di radiazione elettromagnetica percepita dalla retina umana.

Per capire la natura dei colori è quindi necessario indagare:

• i meccanismi di emissione della radiazione elettromagnetica

• il funzionamento dell’occhio

Il colore deve essere descritto sia come fenomeno fisico, che come sensazione umana.

Un corpo può irradiare luce:

per emissione propria

• Il sole

• Le stelle

• Un oggetto che brucia

• Un oggetto incandescente

riflettendo luce emessa da un secondo corpo

• Gli oggetti che ci circondano

• I pianeti

• La Luna

Attenzione: anche questi corpi, avendo una T diversa da zero, emettono radiazione elettromagnetica, ma non radiazione luminosa!

Corpi caldi

In tutti questi casi viene prodotta luce perché i corpi sono caldi. In cosa sono diversi?

Da un punto di vista fisico ciò che cambia è la temperatura Da un punto di vista della nostra percezione cambia il colore

Che legame c’è tra temperatura e colore?

E’ possibile associare alla temperatura di un corpo che irradia in maniera non alterata da fenomeni secondari (il cosiddetto “corpo nero”*), il colore di cui apparirebbe ai nostri occhi.

Questa scala è la cosiddetta Temperatura di coloreTemperatura di colore.

Il colore bianco a 5500 K non è casuale. Il nostro occhio di “animali diurni” si è evoluto in modo da massimizzare la propria efficienza nel percepire la luce del Sole.

Il Sole è simile ad un “corpo nero” con circa T = 5500 K e noi percepiamo la sua luce come biancabianca, però…

* Corpo nero è un corpo (ideale) che emette radiazione e.m. solo in seguito all’agitazione termica dei suoi costituenti. “Nero” perché, per definizione, assorbe completamente qualsiasi radiazione incidente. Le stelle sono ciò che di più simile a un CN esista in natura.

…

vari fenomeni ottici dimostrano che ciò che noi percepiamo come biancobianco è il risultato della sovrapposizione di più colori.

La temperatura di un corpo quindi non determina qualequale colore sarà emesso da un corpo, ma quantoquanto di ogni colore sarà presente.

Il nostro occhio interpreterà la “miscela” di colori risultante (lo spettrospettro), assegnando la percezione di biancobianco solo se uguale a quella emessa dal sole. In tutti gli altri casi percepiremo un colore.

Le stelle che non ci appaiono bianche sono quelle che hanno una temperatura diversa da quella del sole e quindi uno spettro differente.

Noi possiamo usare questa conoscenza per creare un particolare colore miscelando luce di sorgenti differenti.

Questo processo si chiama Sintesi AdditivaSintesi Additiva.

Stando così le cose, per ottenere luce bianca occorrerebbe miscelare fra loro i colori dell’Arcobaleno nelle esatte proporzioni in cui appaiono in natura.

Confrontiamo quanto osserviamo col disco di Newton e i tre faretti RGB (Red, Green, Blue).

Chiediamoci: come è stato possibile percepire come bianca la luce prodotta da soli tre colori?

Questo è dovuto al fatto che i sensori di colore presenti nella nostra retina (coni) sono di tre tipi con sensibilità centrate sui colori Rosso, Verde e Blu.

Noi percepiamo bianca la luce con spettro tale da stimolare i tre tipi di coni nello stesso modo della luce solare.

Alcune lampade a basso consumo che sfruttano le emissioni di gas si basano su questo principio.

Passiamo ai corpi che non emettono luce proprianon emettono luce propria.

Perché gli oggetti illuminati ci appaiono colorati?

Una superficie che riflette la luce opera un’azione di filtraggio: assorbe alcuni colori e ne riflette altri.

In questo modo modifica lo spettro della luce incidente, che non ci apparirà più bianca, ma colorata.

Una prima conseguenza è che uno stesso oggetto illuminato uno stesso oggetto illuminato da fonti di luce differenti avrà colore diversoda fonti di luce differenti avrà colore diverso.

Per rendersene conto, si possono confrontare le fotografie di uno stesso oggetto illuminato da diverse fonti di luce, ad esempio il sole, una lampada ad incandescenza, una luce al neon e un faretto alogeno.

Il nostro cervello è in grado di adattarsi (entro certi limiti) ai cambi di illuminazione, permettendoci il riconoscimento corretto degli oggetti colorati.

Nelle macchine fotografiche e telecamere più sofisticate esiste a questo scopo la funzione “bilanciamento del bianco”.

Una seconda conseguenza è che usando pigmenti diversi su una stessa superficie bianca, è possibile sommare la loro azione di filtro, creando vari spettri in uscita e quindi vari colori.

Questo processo si chiama Sintesi SottrattivaSintesi Sottrattiva.

La Sintesi Sottrattiva è quella impiegata dalle stampanti a getto d’inchiostro o nella unione di più coloranti per ottenere particolari tinte.

In genere si utilizzano i tre colori complementari alla RGB, ovvero il Ciano, Magenta e il Giallo (CMY).