teoria colori

la teoria del colore

da Newton a Einstein

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introduzione

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cos'è il colore?

Potremmo pensare che il colore sia una proprietà degli oggetti, ma basta cambiare luce per far cadere le nostre convinzioni: il colore è una proprietà della luce. Quando una luce incrontra un oggetto possono accadere principalmente tre cose: la luce può venire riflessa, assorbita o trasmessa. La parte di luce che viene riflessa arriva ai nostri occhi, dandoci l'idea che gli oggetti siano colorati. Un oggetto che ci risulta bianco, è bianco perchè sta riflettendo indietro tutti i colori. Un oggetto nero al contrario li assorbe tutti.

l'esperimento di newton

Schermando una finestra con una tavola e forandola, fece entrare un fascio stretto di luce in una stanza buia e fece attraversare al raggio di luce un prisma, proiettando la luce che ne fuoriusciva su uno schermo bianco. Sullo schermo bianco apparvero nitidissimi i colori dell'arcobaleno in una sequenza che andava dal rosso al violetto, lungo una striscia sfumata che Newton chiamò spettro della luce. Dopo aver fatto ciò Newton isolò uno dei raggi colorati e gli fece attraversare un altro prisma e il raggio fuoriuscì dal prisma mantenendo lo stesso colore.

l'esperimento di isaac newton

Alla fine Newton si produsse in quello che viene considerato l'esperimento cruciale che dimostrò che i colori hanno a che fare con un data proprietà fisica della luce: lo scienziato fece passare il raggio di luce scomposto attraverso una lente, e mettendo a fuoco su uno schermo la luce scomposta che veniva fuori dalla lente ottenne di nuovo la radiazione luminosa bianca.

l'esperimento di newton

Newton giunse inoltre alla conclusione che il colore degli oggetti che ci circondano è legato al modo di reagire delle superfici alla luce. Newton svolse diversi esperimenti tra cui quello del disco. Il disco di Newton è un disco composto da sette settori colorati secondo i colori dell'arcobaleno e prende il nome dal suo inventore. Facendolo ruotare, il disco mescola la luce riflessa dai colori diversi, riflettendo una luce biancastra. Si ottiene dunque l'illusione che i colori tendano ad uniformarsi e a diventare bianchi.

l'esperimento di goethe

Goethe iniziò a studiare il colore sulla base della contrapposizione alla teoria di Newton. Vari esperimenti condussero Goethe a confutare tale teoria affermando che invece i colori si formino grazie all’azione di due entità: la luce e la tenebra. L’esperimento consiste nel guardare una grande superficie bianca su sfondo nero attraverso un prisma per poi notare la formazione dei colori solo sui bordi, dove il bianco e il nero si incontrano. Nascono così il rosso, l’arancio e il giallo da una parte e il viola, il blu e l’azzurro sul lato opposto. Così Goethe considerò una superficie bianca talmente ristretta da far sovrapporre il giallo e l’azzurro, generando il verde.

l'esperimento di goethe

Goethe realizzò una serie di esperimenti sulle ombre colorate e sull'influenza reciproca dei colori che mostravano come l'occhio partecipi tutt'altro che passivamente alla ricostruzione delle sensazioni di colore. Goethe si accorse come un dato colore veniva percepito in modo diverso a seconda dello sfondo su cui era posto. Lo scienziato volle poi ripetere l’esperimento all’inverso, con una superficie nera su sfondo bianco, notando come i colori si creino uguali invertiti, facendo unire stavolta il rosso e il viola, dando origine al porpora. L’esperimento si conclude proponendo un cerchio di colori composto da otto tonalità fondamentali.

L'esperimento di Young

Young fu il primo ad ipotizzare che il colore si generi da un meccanismo di interazione tra occhio e cervello; parte così dalla teoria di Newton secondo la quale si può associare un colore diverso per ogni lunghezza d’onda e per ottenere tutta la gamma di colori sono necessari quelli primari fondamentali (rosso, verde e blu), arriva dunque ad affermare che l’occhio è costituito da tre diversi coni, uno per ognuno dei tre colori.

l'esperimento di maxwell

Maxwell dimostrò che i colori diversi dello spettro corrispondevano a frequenze di oscillazione differenti. Nel 1859 fece conoscere la sua Teoria sulla visione dei colori, che va considerata come l'origine della misura quantitativa dei colori. Grazie ad una serie di esperimenti condotti con dei cerchi rotanti e con delle macchine che gli permettevano di miscelare le luci colorate controllandone con precisione le intensità, Maxwell riuscì a creare dei diagrammi, chiamati Triangoli di Maxwell.

planck e einstein

Con la teoria del colore abbiamo ripercorso alcuni momenti fondamentali della fisica. Maxwell ha descritto che la luce è un’onda elettromagnetica che secondo lui e molti altri scienziati si propaga nell’etere alla velocità di 300000 km al secondo. Affinché questo accordo fosse possibile, l’etere sarebbe dovuto essere a sua volta composto da particelle. Nessuno sapeva quali fossero le proprietà di queste particelle. Per risolvere alcuni problemi sulla trattazione del corpo nero nel 1900 Max Planck propose che lo scambio di energia fra il campo elettromagnetico e la materia potesse avvenire solo tramite pacchetti discreti di energia (quanti) chiamati fotoni. Gli studi successivi di Albert Einstein sull'effetto fotoelettrico invece mostrarono che tutto ció non era solo un artificio matematico ma che i fotoni erano oggetti reali. Con l'avvento delle teorie quantistiche dei campi il concetto di fotone venne formalizzato ed oggi sta alla base dell'ottica quantistica.

(effetto fotoelettrico)

approfondimento

i colori riflessi nell'acqua

Per spiegare questo concetto,dobbiamo fare ricorso alla legge della scienza per cui il colore è il risultato della maniera in cui la luce si riflette negli oggetti.Entrando nel dettaglio, la luce emessa dal Sole è formata da una sovrapposizione di onde luminose di 7 colori. Queste onde hanno caratteristiche differenti.Inoltre, la luce ha una proprietà chiamata di dispersione: quando un raggio di luce attraversa un oggetto trasparente, proprio come l'acqua, la luce si rifrange.Questo vuol dire che cambia direzione e velocità, a seconda dell'oggetto attraversato, facendo in modo che il fascio di luce si scomponga nelle varie onde luminose.

approfondimento

i colori riflessi nell'acqua

Nelle grandi masse d’acqua, come i mari appunto, via via che la luce solare attraversa i vari strati d’acqua, la penetrazione dei raggi luminosi si fa selettiva: le onde corte (dal blu all’ultravioletto) arrivano più in profondità, mentre le onde lunghe (dall’arancione all’infrarosso) si fermano negli strati più superficiali.Ecco perché l'acqua del mare è blu: si tratta di onde luminose che hanno una maggiore capacità di penetrazione.Il particolare colore del mare è dunque tutto merito della luce solare che si infrange su di esso… e non del riflesso del cielo.Quando sono in piccole quantità, invece, vediamo la trasparenza dell’acqua perché la luce assorbita è proporzionale alla quantità d'acqua che c'è: maggiore sarà la quantità d’acqua, più sarà la luce che assorbe, e viceversa.

sitografia

• https://www.mattiafrigeri.it/grafica/visione-colori-teoria-young-helmholtz/

• http://www.didascienze.formazione.unimib.it/Lucevisione/pittura/newtongoethe.htm
• https://ekologhia.wordpress.com/2015/01/07/il-mondo-delcolore/#:~:text=Goethe%20formulo'%20la%20sua%20teoria,la%20LUCE%20e%20la%20TENEBRA.
• https://www.lamiacqua.it/colore-acqua

Camerano Giulia Cau Carolina Giovanetti Alessandra Classe:4H A.S. 2023/2024

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