LA LUCE E I COLORI

Perché la luce ci fa vedere i colori?

I colori che percepiamo dipendono dalla luce che raggiunge gli occhi e dal modo in cui gli oggetti assorbono, riflettono o trasmettono le diverse lunghezze d’onda. La luce visibile comprende infatti una porzione dello spettro elettromagnetico che il nostro sistema visivo è in grado di rilevare.

Quando la luce raggiunge la retina viene trasformata in segnali nervosi e successivamente interpretata dal cervello.

Per questo il colore non dipende soltanto dall’oggetto osservato: nasce dall’interazione tra luce, caratteristiche fisiche dell’oggetto e sistema visivo.

Per comprendere le strutture che rendono possibile questo processo puoi partire da anatomia dell’occhio: com’è fatto e come funziona.

Che cos’è la luce visibile?

La luce è una forma di radiazione elettromagnetica.

Lo spettro elettromagnetico comprende radiazioni con caratteristiche molto diverse, ma l’occhio umano riesce a percepirne soltanto una piccola parte: la cosiddetta luce visibile.

All’interno di questo intervallo, differenti lunghezze d’onda vengono associate a differenti sensazioni cromatiche.

In modo semplificato, alle lunghezze d’onda più corte dello spettro visibile corrispondono le tonalità violette e blu, mentre procedendo verso lunghezze maggiori si incontrano verde, giallo, arancione e rosso.

I confini tra un colore e l’altro non sono però netti: lo spettro è continuo.

Perché la luce bianca contiene molti colori?

La luce che percepiamo come bianca può essere composta da numerose lunghezze d’onda visibili.

Un esempio classico è la luce solare.

Quando attraversa un prisma, le diverse lunghezze d’onda vengono deviate in misura differente e si separano formando uno spettro di colori.

Un fenomeno simile avviene nell’arcobaleno, dove le goccioline d’acqua contribuiscono a separare la luce solare nelle sue diverse componenti.

Il colore bianco non deve quindi essere immaginato come una singola “luce bianca”, ma come il risultato della combinazione di molte componenti dello spettro.

Perché un oggetto appare rosso, verde o blu?

Quando la luce colpisce una superficie possono verificarsi diversi fenomeni.

Una parte della luce può essere assorbita, una parte riflessa e, se il materiale lo permette, una parte può attraversarlo.

Il colore che attribuiamo a un oggetto dipende soprattutto dalle lunghezze d’onda che raggiungono i nostri occhi dopo questa interazione.

Un oggetto che appare rosso, per esempio, riflette verso l’osservatore una composizione di luce che il sistema visivo interpreta come rossa, mentre altre componenti possono essere assorbite in misura maggiore.

Questo significa anche che il colore percepito può cambiare quando cambia la sorgente luminosa.

Perché i colori possono sembrare diversi con luci differenti?

Una maglietta, una montatura o qualsiasi altro oggetto può apparire leggermente diverso alla luce del sole, sotto una lampada o davanti a un’illuminazione artificiale particolare.

Questo avviene perché le sorgenti luminose non emettono necessariamente la stessa distribuzione di lunghezze d’onda.

Se cambia la luce che raggiunge l’oggetto, può cambiare anche quella che viene riflessa verso l’occhio.

Il cervello cerca in parte di compensare queste differenze, permettendoci normalmente di riconoscere un colore come relativamente stabile, ma la compensazione non è perfetta.

Che differenza c’è tra colori della luce e colori dei pigmenti?

Quando si parla di colore è importante distinguere la mescolanza della luce da quella dei pigmenti.

Le sorgenti luminose possono essere combinate attraverso un processo definito sintesi additiva.

Rosso, verde e blu sono utilizzati, per esempio, nei display perché combinazioni differenti della loro luce permettono di ottenere numerose percezioni cromatiche.

Pigmenti, inchiostri e vernici funzionano invece principalmente attraverso l’assorbimento selettivo della luce.

Per questo mescolare luci colorate e mescolare colori su un foglio non produce gli stessi risultati.

Qual è il rapporto tra lunghezza d’onda e colore?

La lunghezza d’onda è una proprietà fisica della radiazione luminosa.

Il colore è invece una percezione prodotta dal sistema visivo.

È quindi utile non considerarli perfettamente equivalenti.

Una determinata distribuzione di lunghezze d’onda può produrre una particolare sensazione cromatica, ma colori apparentemente identici possono anche essere generati da combinazioni fisiche differenti.

Questo accade perché l’occhio non misura direttamente ogni singola lunghezza d’onda: utilizza il comportamento combinato dei fotorecettori della retina.

Come entra la luce nell’occhio?

La luce attraversa innanzitutto la cornea, passa attraverso la pupilla e viene ulteriormente focalizzata dal cristallino.

Raggiunge quindi la retina, dove sono presenti cellule sensibili alla luce.

I segnali prodotti dalla retina vengono successivamente trasportati verso il cervello attraverso il nervo ottico.

L’occhio funziona quindi come un sistema capace di raccogliere e focalizzare la luce, mentre retina e cervello permettono di trasformarla in esperienza visiva.

Vedere un colore significa quindi misurare la luce?

Non esattamente.

L’occhio riceve uno stimolo fisico, ma ciò che percepiamo è il risultato dell’elaborazione compiuta dal sistema nervoso.

Il colore è quindi una percezione visiva, non una proprietà isolata che esiste indipendentemente dall’osservatore.

Due superfici possono riflettere distribuzioni luminose differenti e, in determinate condizioni, essere percepite come molto simili.

Allo stesso modo, la stessa superficie può apparire diversa se cambiano illuminazione e contesto.

In sintesi

La luce visibile comprende diverse lunghezze d’onda e gli oggetti ne assorbono, riflettono o trasmettono quantità differenti. La luce che arriva alla retina viene poi elaborata dal sistema visivo e contribuisce alla percezione dei colori.

Per capire invece come retina e cervello trasformano questi segnali nella percezione cromatica, l’approfondimento successivo è come vediamo i colori.