I colori della luce
I nostri occhi sono sensibili ad un certo intervallo di lunghezze d'onda di questo spettro. Se tutte le lunghezze d'onda della luce solare raggiungessero i nostri occhi, ciò che vedremmo sarebbe una luce bianca. Osservandole separatamente esse appaiono come colori.
Scomposizione della luce (dispersione)
La luce di colore bianco, passando per un corpo, come il prisma di quarzo, si divide nelle sue componenti cromatiche perché avendo, queste, differenti lunghezze d’onda (λ), vengono rifratti con diverse angolazioni dalle superfici del prisma e si propagano con velocità diverse, si vedono così i diversi colori; ciascun colore ha una differente lunghezza d'onda ed energia. La luce blu possiede più energia della rossa.
Nella realtà questo fenomeno si manifesta con l’arcobaleno o in prossimità di getti d’acqua o cascate.
Prisma-scomposizione della luce bianca. |
Corrispondenza lunghezza d'onda-colore. |
Il fenomeno della dispersione della luce ai piedi di una cascata. |
Composizione della luceSi può anche fare l’operazione inversa, cioè comporre la luce bianca utilizzando il disco di Newton, facilmente realizzabile in laboratorio: un cartoncino diviso radialmente in settori di diversa estensione angolare e di diversi colori, il quale, posto in rapida rotazione attorno a un asse passante per il centro, appare bianco. La condizione richiesta è soltanto che la velocità angolare di rotazione sia tale che il colore riflesso da ogni settore all'occhio dell'osservatore permanga sulla retina di quest'ultimo per meno di l/10 s, in modo da non consentire la percezione cromatica separata dei vari colori. |
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Colore e temperaturaAd ogni colore della luce corrisponde una differente temperatura, misurata in gradi Kelvin, si può osservare il fenomeno nella fiamma prodotta da una candela, da un accendino... L’immagine della fiamma evidenzia questo principio: alla base è blu ed è la parte più calda, man mano che sale diventa più fredda e cambia colore, la parte più interna è gialla e gradualmente diventa arancione e poi rossa, dove si ha la temperatura più bassa, circa 800°C; il colore della fiamma quindi ci dice molto sulla temperatura delle varie zone!
Corrispondenza colore-temperatura. I colori della fiamma. |
La luce rossa del tramonto
La luce solare che attraversa l’atmosfera terrestre, trova sul proprio cammino moltissimi piccoli ostacoli: le piccole particelle sospese nell’aria, come polvere e fumo.
Le onde luminose di colore rosso hanno una grande lunghezza d’onda e possono quindi superare indenni queste particelle, giungendo fino ai nostri occhi. Le onde luminose di colore verde e blu, che hanno una lunghezza d’onda molto minore, vengono invece bloccate: quando il sole illumina la terra a mezzogiorno (quindi è perpendicolare rispetto alla nostra posizione su di essa) la luce del sole deve superare un minore numero di ostacoli, per cui il colore della luce durante il giorno risulterà verde e blu, mentre, quando il sole illumina la terra all’alba e al tramonto (quindi è parallelo rispetto alla nostra posizione su di essa) la luce del sole deve superare un maggior numero di ostacoli, e quindi, siccome le onde luminose corrispondenti al colore rosso hanno una maggiore lunghezza d’onda, riescono ad arrivare ai nostri occhi, contemporaneamente le onde luminose corrispondenti ai colori blu e verde che hanno una lunghezza d’onda minore, vengono bloccate.
D'altra parte, la densità dell'aria aumenta dagli strati più alti dell'atmosfera verso la superficie terrestre; con l'aumento della densità aumenta la deviazione dei raggi e l'effetto finale è quello dell'aumento della durata del tramonto rosso. Il detto popolare "rosso di sera, buon tempo si spera" ha un suo fondamento nel fatto che l'acqua assorbe molto di più la radiazione con frequenze verso il rosso che quelle verso il violetto. Tramonto più rosso è segno di poco vapore nell'aria e quindi, se le condizioni meteorologiche non cambiano, si può aspettare una giornata assolata.
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Nelle foto si nota come la luce durante il giorno si colora di blu e verde mentre durante l’alba e il tramonto di rosso; questo è dovuto al fenomeno della diffusione della luce: in sostanza, i nostri occhi vedono la luce di colori differenti nei diversi momenti della giornata a seconda della distanza del sole rispetto a noi.