Lo spettro visibile

Scopri attraverso la scienza cosa rende il colore nero così com

Scopri attraverso la scienza cosa rende il colore nero così com'è e come i ricercatori stanno sviluppando la vera versione pura del nero Scopri perché il colore nero appare così com'è e come i ricercatori ne stanno creando versioni più pure. American Chemical Society (A Britannica Publishing Partner) Guarda tutti i video per questo articolo

Newton ha dimostrato che il colore è una qualità della luce. Per capire il colore, quindi, è necessario conoscere qualcosa sulla luce. Come forma di radiazione elettromagnetica, la luce ha proprietà in comune sia con le onde che con le particelle. Può essere pensato come un flusso di minuscoli pacchetti di energia irradiati a frequenze variabili in un moto ondoso. Ogni dato raggio di luce ha valori specifici di frequenza, lunghezza d'onda ed energia ad esso associati. La frequenza, che è il numero di onde che passano un punto fisso nello spazio in un'unità di tempo, è comunemente espressa in unità di hertz (1 Hz = 1 ciclo al secondo). La lunghezza d'onda è la distanza tra i punti corrispondenti di due onde consecutive ed è spesso espressa in unità di metri, ad esempio nanometri (1 nm = 10−9metro). L'energia di un raggio di luce può essere paragonata a quella posseduta da una piccola particella che si muove alla velocità della luce, tranne per il fatto che nessuna particella avente massa a riposo potrebbe muoversi a tale velocità. Il nome fotone , utilizzato per la più piccola quantità di luce di una data lunghezza d'onda, ha lo scopo di abbracciare questa dualità, che include sia le caratteristiche delle onde che delle particelle inerente nella meccanica ondulatoria e nella meccanica quantistica. L'energia di un fotone è spesso espressa in unità di elettronvolt (1 eV = 1,602 × 10−12erg); è direttamente proporzionale alla frequenza e inversamente proporzionale alla lunghezza d'onda.



La luce non è l'unico tipo di radiazione elettromagnetica - è, infatti, solo un piccolo segmento dello spettro elettromagnetico totale - ma è l'unica forma che l'occhio può percepire. Le lunghezze d'onda della luce vanno da circa 400 nm all'estremità viola dello spettro a 700 nm all'estremità rossa ( vedere tavolo). (I limiti dello spettro visibile non sono nettamente definiti ma variano da individuo a individuo; c'è una certa visibilità estesa per la luce ad alta intensità.) A lunghezze d'onda più corte il spettro elettromagnetico si estende alla regione delle radiazioni ultraviolette e continua attraverso raggi X , raggi gamma e raggi cosmici . Appena oltre l'estremità rossa dello spettro ci sono le onde più lunghe radiazione infrarossa raggi (che possono essere percepiti come calore), microonde e onde radio. La radiazione di una singola frequenza è detta monocromatica. Quando questa frequenza rientra nell'intervallo dello spettro visibile, la percezione del colore prodotta è quella di una tonalità satura.



Gamma dello spettro visibile
colore* lunghezza d'onda (nm) frequenza (1014Hz) energia (eV)
*Solo valori tipici.
rosso (limite) 700 4.29 1.77
netto 650 4.62 1.91
arancia 600 5.00 2.06
giallo 580 5.16 2.14
verde 550 5.45 2.25
ciano 500 5.99 2.48
blu 450 6.66 2.75
viola (limite) 400 7.50 3.10

Le leggi della miscelazione dei colori

I colori dello spettro sono chiamati colori cromatici; ci sono anche colori non cromatici come il marrone, il magenta e il rosa. Il termine colori acromatici a volte viene applicato alla sequenza nero-grigio-bianco. Secondo alcune stime, l'occhio può distinguere circa 10 milioni di colori, che derivano tutti da due tipi di miscugli di luce: additivo e sottrattivo. Come suggeriscono i nomi, la miscela additiva implica l'aggiunta di componenti spettrali e la miscela sottrattiva riguarda la sottrazione o assorbimento di parti dello spettro.

dove è cresciuto Kendrick Lamar?

La miscelazione additiva si verifica quando i fasci di luce sono combinati. Il cerchio dei colori, ideato per la prima volta da Newton, è ancora ampiamente utilizzato ai fini del design del colore ed è utile anche quando si considera il comportamento qualitativo della miscelazione dei fasci di luce. Il cerchio dei colori di Newton combina i colori spettrali rosso, arancia , giallo, verde, ciano, indaco e blu-viola con il colore magenta non spettrale (una miscela di raggi di luce blu-viola e rosso), come mostrato nellafigura. Il bianco è al centro e viene prodotto mescolando fasci luminosi di intensità approssimativamente uguali di colori complementari (colori diametralmente opposti sul cerchio dei colori), come il giallo e il blu-viola, il verde e il magenta, o il ciano e il rosso. I colori intermedi possono essere prodotti mescolando raggi di luce, quindi mescolando rosso e giallo si ottiene l'arancione, il rosso e il blu-viola si ottengono magenta e così via.



Una forma di Newton

Una forma del cerchio dei colori di Newton. Enciclopedia Britannica, Inc.

I tre colori primari additivi sono rosso, verde e blu; ciò significa che, mescolando additivamente i colori rosso, verde e blu in quantità variabili, si possono produrre quasi tutti gli altri colori e, quando si sommano i tre primari in quantità uguali, si produce il bianco.

La miscelazione additiva può essere dimostrata fisicamente utilizzando tre proiettori di diapositive dotati di filtri in modo che un proiettore proietti un raggio di luce rossa satura su uno schermo bianco, un altro un raggio di luce blu saturata e il terzo un raggio di luce verde saturata. La miscelazione additiva avviene dove le travi si sovrappongono (e quindi vengono sommate), come mostrato nella figurafigura (a sinistra). Dove i raggi rossi e verdi si sovrappongono, viene prodotto il giallo. Se viene aggiunta più luce rossa o se l'intensità della luce verde viene ridotta, la miscela di luci diventa arancione. Allo stesso modo, se c'è più luce verde che luce rossa, viene prodotto un giallo-verde.



(Sinistra) La miscelazione additiva di rosso, verde e blu. (Destra) La miscelazione sottrattiva di magenta, giallo e ciano.

(Sinistra) La miscelazione additiva di rosso, verde e blu. (Destra) La miscelazione sottrattiva di magenta, giallo e ciano. Enciclopedia Britannica, Inc.

La miscelazione sottrattiva dei colori comporta l'assorbimento e la trasmissione selettiva o la riflessione della luce. Si verifica quando i coloranti (come pigmenti o coloranti ) sono mischiati o quando più filtri colorati sono inseriti in un unico fascio di luce bianca. Ad esempio, se un proiettore è dotato di un filtro rosso intenso, il filtro trasmetterà la luce rossa e assorbirà altri colori. Se il proiettore è dotato di un filtro verde intenso, la luce rossa verrà assorbita e verrà trasmessa solo la luce verde. Se, quindi, il proiettore è dotato di filtri sia rosso che verde, tutti i colori verranno assorbiti e non verrà trasmessa alcuna luce, risultando in nero. Allo stesso modo, un pigmento giallo assorbe la luce blu e viola mentre riflette la luce gialla, verde e rossa (il verde e il rosso si combinano in modo additivo per produrre più giallo). Il pigmento blu assorbe principalmente la luce gialla, arancione e rossa. Se i pigmenti giallo e blu vengono mescolati, verrà prodotto il verde poiché è l'unico componente spettrale che non viene fortemente assorbito da nessuno dei due pigmenti.

Poiché i processi additivi hanno la gamma più ampia quando i primari sono rosso, verde e blu, è ragionevole aspettarsi che la gamma più ampia nei processi sottrattivi venga raggiunta quando i primari assorbono rispettivamente il rosso, il verde e il blu. -assorbente. Il colore di un'immagine che assorbe la luce rossa mentre trasmette tutte le altre radiazioni è blu-verde, spesso chiamato ciano. Un'immagine che assorbe solo la luce verde trasmette sia la luce blu che la luce rossa e il suo colore è magenta. L'immagine che assorbe il blu trasmette solo luce verde e luce rossa e il suo colore è giallo. Quindi, i primari sottrattivi sono ciano, magenta e giallo ( vedere figura, giusto).



Nessun concetto nel campo del colore è stato tradizionalmente più confuso di quelli appena discussi. Questa confusione può essere ricondotta a due nomi impropri prevalenti: il ciano primario sottrattivo, che è propriamente un blu-verde, è comunemente chiamato blu; e il magenta primario sottrattivo è comunemente chiamato rosso. In questi termini, i primari sottrattivi diventano rossi, gialli e blu; e coloro la cui esperienza è confinata per la maggior parte alle miscele sottrattive hanno buone ragioni per chiedersi perché il fisico insiste nel considerare il rosso, il verde e il blu come i colori primari. La confusione viene immediatamente risolta quando ci si rende conto che il rosso, il verde e il blu sono selezionati come primari additivi perché forniscono la più ampia gamma di colori nelle miscele. Per lo stesso motivo, i primari sottrattivi sono, rispettivamente, che assorbono il rosso (ciano), che assorbono il verde (magenta) e che assorbono il blu (giallo).