Ogni colore dell'arcobaleno rappresenta la propria lunghezza d'onda che è inclusa nello spettro della luce visibile .
Lo spettro della luce visibile è una parte molto piccola dell'ampio spettro delle onde elettromagnetiche. La lunghezza d'onda più lunga della luce visibile è di 700 nanometri, dandole un colore rosso, mentre la più corta è di 400 nanometri, dandogli l'impressione di viola o viola.
Al di fuori della gamma di 400-700 nanometri, l'occhio umano non è in grado di vederlo; per esempio raggi infrarossi con una gamma di lunghezze d'onda da 700 nanometri a 1 millimetro.
Gli arcobaleni compaiono quando la luce bianca del sole viene rifratta da goccioline d'acqua che piegano vari tipi di luce in base alle loro lunghezze d'onda. La luce solare che appare bianca ai nostri occhi è suddivisa in altri colori.
Nei nostri occhi ci sono impressioni di vari colori come rosso, arancione, giallo, verde, blu, indaco e viola.
Nei nostri occhi ci sono impressioni di vari colori come rosso, arancione, giallo, verde, blu, indaco e viola.
Questo fenomeno è noto come dispersione della luce, che è la decomposizione della luce policromatica (composta da vari colori) nei costituenti monocromatici della luce. Oltre agli arcobaleni, questo fenomeno può essere osservato anche su prismi o reticoli esposti a una sorgente di luce bianca. Newton ha utilizzato un prisma per disperdere la luce bianca del sole.
I colori in un arcobaleno sono indicati come colori spettrali, colori monocromatici o colori puri . Si chiama spettrale perché questi colori compaiono nello spettro delle onde elettromagnetiche e rappresentano le singole lunghezze d'onda. Chiamato monocromatico o puro perché questi colori non sono il risultato di una combinazione di altri colori.
Se ci sono colori puri, ci sono colori impuri?
Oltre ai colori spettrali o puri, ci sono altri colori che gli esseri umani possono vedere che non sono certamente spettrali o impuri. Questi colori sono chiamati colori non spettrali o colori misti che non esistono nello spettro delle onde elettromagnetiche.
I colori non spettrali sono composti da colori monocromatici e non rappresentano specifiche lunghezze d'onda della luce visibile. Anche se non sono nello spettro, danno comunque ai nostri occhi una certa impressione di colore proprio come i colori spettrali. Un colore viola non spettrale avrà lo stesso aspetto di un colore viola spettrale, così come qualsiasi altro colore.
Esistono diversi colori non spettrali, ovvero non nello spettro
Ad esempio, quando pensiamo di vedere il giallo dallo schermo del monitor del nostro smartphone , in realtà non c'è un colore giallo puro con una lunghezza d'onda di 570 nanometri che entra nei nostri occhi.
Leggi anche: Recenti ricerche rivelano che l'inquinamento atmosferico rende gli esseri umani ancora più stupidiEmessi dallo schermo sono i colori verde e rosso che si accendono insieme per formare un'impressione gialla nel nostro cervello. Il giallo che vediamo sui dispositivi elettronici non è lo stesso del giallo nello spettro della luce visibile.
Se guardiamo da vicino lo schermo della nostra barra televisiva, vedrai che le linee brevi di rosso, verde e blu sono disposte ripetutamente.
Quando il monitor mostra il bianco, vedremo le tre strisce della luce di colore ugualmente luminose; viceversa, quando la nostra televisione è spenta, i tre colori sono completamente accesi e danno un'impressione di nero. Quando pensiamo di vedere il giallo, si scopre che le linee rosse e verdi si illuminano più luminose delle strisce blu.
Perché dovrebbero essere usati il rosso, il verde e il blu?
Il motivo sta nella struttura dei recettori della luce sulla retina dei nostri occhi. Nella retina umana, ci sono due tipi di recettori della luce: i bastoncelli e i coni.
Le cellule del cono agiscono come recettori in condizioni di luce e sono sensibili al colore, mentre i bastoncelli come recettori della luce quando le cose sono deboli e reagiscono molto più lentamente ma sono più sensibili alla luce.
La visione dei colori ai nostri occhi è la "responsabilità" dei coni che sono circa 4,5 milioni. Esistono tre tipi di coni:
- Il corto (S), più sensibile alla luce con una lunghezza d'onda di circa 420-440 nanometri, è identificato con il colore blu.
- Il mezzo (M), con un picco di circa 534-545 nanometri, è identificato con il verde.
- La lunghezza (L), circa 564-580 nanometri, è identificata con il rosso.
Ogni tipo di cellula è in grado di rispondere a un'ampia varietà di lunghezze d'onda della luce visibile, sebbene abbia una maggiore sensibilità a determinate lunghezze d'onda.
Leggi anche: Come possono gli alberi crescere grandi e pesanti?Questo livello di sensibilità è anche diverso per ogni essere umano, il che significa che ogni essere umano sente i colori in modo diverso dagli altri.
Una rappresentazione grafica della sensibilità dei tre tipi di cellule:
Qual è il significato di questo grafico del livello di sensibilità? Supponiamo che un'onda di luce gialla pura con una lunghezza d'onda di 570 nanometri entri nell'occhio e colpisca i recettori di tre tipi di cellule coniche.
Possiamo scoprire la risposta di ogni tipo di cellula leggendo il grafico. A una lunghezza d'onda di 570 nanometri, le cellule di tipo L mostrano la risposta massima seguita dalle cellule di tipo M, mentre il tipo S è zero. Solo le cellule dei tipi L e M rispondono alla luce gialla a 570 nanometri.
Conoscendo la risposta di ogni tipo di cellula conica, possiamo creare un'imitazione del colore monocromatico. Quello che bisogna fare è stimolare i tre tipi di cellule in modo che rispondano come se ci fosse un colore puro.
Per creare un'impressione di giallo, abbiamo solo bisogno di una fonte di luce monocromatica di verde e rosso con un'intensità che può essere vista dal grafico di risposta. Tuttavia, tieni presente che questo confronto non è valido o rigido. Esistono diversi standard di colore utilizzati per creare nuovi colori. Ad esempio, se guardiamo lo standard di colore RGB, in giallo il rapporto di colore rosso-verde-blu è 255: 255: 0.
Con il giusto rapporto o in base alle condizioni degli occhi di una persona, un colore monocromatico puro non può essere distinto dai colori misti.
Allora, come sappiamo quali colori sono puri e quali sono mescolati? È facile, dobbiamo solo dirigere i raggi colorati verso il prisma come nell'esperimento che Newton fece con la luce solare. I colori puri subiscono solo la flessione, mentre i colori non spettrali subiranno una dispersione che separa i raggi costituenti.
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Fonti di lettura:
- Introduzione alla teoria del colore . John W. Shipman. //infohost.nmt.edu/tcc/help/pubs/colortheory/colortheory.pdf
- Lezione 26: Colore e luce . Robert Collins. //www.cse.psu.edu/~rtc12/CSE486/lecture26_6pp.pdf
- Lezione 17: Colore . Matthew Schwartz. //users.physics.harvard.edu/~schwartz/15cFiles/Lecture17-Color.pdf