Il colore dei corpi

Materie:	Tesina
Categoria:	Fisica
Voto:	2 (2)
Download:	131
Data:	03.10.2006
Numero di pagine:	24
Formato di file:	.doc (Microsoft Word)

IL COLORE DEI CORPI
Sono gli elettroni presenti nei materiali che rendono il mondo colorato
interagendo con le radiazioni visibili
Un concetto basilare della visione è che tutti gli oggetti che non siano sorgenti luminose primarie sono visibili in quanto diffondono la luce con la quale vengono illuminati. Se l'efficienza di tale luce è maggiore per alcuni colori e minore per altri (diffusione selettiva), l'oggetto ci apparirà colorato, in caso contrario lo vedremo grigio, in una qualsivoglia sfumatura, dal bianco al nero. Nel linguaggio comune, invece, bianco, grigio o nero sono considerati colori alla stessa stregua del rosso o del verde.
Dal punto di vista scientifico, invece, un corpo nero è un oggetto ideale che, quando illuminato, non diffonde nulla. Parliamo di oggetto "ideale" perché qualsiasi oggetto reale, per quanto ben annerito, sotto forte illuminazione diffonde un po' della luce che lo colpisce: per questo possiamo vedere gli oggetti che definiamo neri. Una semplice ed efficace approssimazione di "corpo nero" è un foro che si apre su un vasto ambiente chiuso e non illuminato. Il foro apparirà infatti nero anche se investito da un intenso fascio luminoso.
Analogamente il bianco non è un colore, ma l'aspetto di un corpo che diffonde in modo non selettivo la maggior parte della luce che lo colpisce (idealmente, il 100%).
L'unico modo per approssimare tale situazione è realizzare un sistema otticamente disomogeneo miscelando finemente due materiali trasparenti di diverse proprietà ottiche, in modo da aumentare al massimo la diffusione che si ha all'interfaccia tra materiali diversi. In molti casi la disomogeneità della superficie di un oggetto è evidente anche a occhio nudo (sale fino, zucchero a velo, neve, e, in generale, polveri di materiali trasparenti), ma anche oggetti bianchi apparentemente omogenei, come ad esempio uno strato di vernice, se osservati al microscopio rivelano la loro disomogeneità. Una vernice bianca è, in effetti, una miscela di un legante trasparente, che determina le proprietà meccaniche della vernice, miscelato con la polvere fine di un' aItra sostanza trasparente di indice di rifrazione diverso da quello del legante.
Un oggetto colorato è anch'esso un oggetto più o meno diffondente, solo che in questo caso si ha diffusione selettiva. L'efficienza della diffusione dipende in questo caso dalla lunghezza d'onda della radiazione, e quindi la composizione spettrale della radiazione diffusa è diversa da quella della luce incidente. Un oggetto che diffonde meglio le grandi lunghezze d'onda (la regione del rosso) delle altre, se viene illuminato con un fascio di luce "bianca", rimanderà verso i nostri occhi luce arricchita nelle componenti rosse, e ci apparirà rosso. Una vernice colorata è quindi strutturalmente simile ad una bianca, ma caricata con polveri di materiali che assorbono in alcune regioni dello spettro.

PERCEZIONE DEI COLORI
Una superficie che ai nostri occhi appare di colore giallo assorbe le radiazioni corrispondenti al colore blu, riflettendo quelle che formano il colore giallo(rosso + verde).
La percezione del colore ha origine dalla luce bianca che colpisce le superfici degli oggetti. Essi a loro volta hanno la proprietà di riflettere tutta o parte della luce che ricevono; più in particolare, la superficie di un oggetto trattiene alcune frequenze luminose e ne riflette altre. Sono queste ultime a determinare il suo colore: per esempio, una superficie appare gialla perché riflette solo le lunghezze d'onda medie e lunghe che corrispondono al colore giallo.Una superficie appare invece bianca quando riflette tutte le radiazioni che riceve, nera quando le assorbe tutte. La luce riflessa dalle superfici raggiunge i recettori collocati all'interno dell'occhio, i quali, secondo la teoria del fisico inglese ThomasYoung (1773-1829), in seguito approfondita dal tedesco Hermann Helmholtz (1821-1894) e da altri studiosi, sono sensibili a tre diverse lunghezze d'onda che corrispondono a tre colori fondamentali: alcuni recettori reagiscono ai colori blu-viola, altri ai verdi e altri ancora ai rossi.
Le diverse onde luminose stimolano quindi i recettori disposti sulla retina all'interno dei nostro occhio e da qui gli stimoli cromatici vengono trasmessi al cervello, che attraverso complesse operazioni di rielaborazione traduce gli impulsi in colori. Possiamo pertanto affermare che è il nostro sistema percettivo a «creare» il colore.
Una superficie che ai nostri occhi appare di colore bianco riflette tutte le radiazioni(rosso, verde e blu)
Una superficie che ai nostri occhi appare di colore nero assorbe tutte le radiazioni colorate.

Disco di Newton
L'insieme di tutti i colori dello spettro solare, presi ciascuno in opportune proporzioni,
produce luce bianca, come si può facilmente verificare in laboratorio con il disco di
Newton, 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.
Costruzione del Disco di Newton
Si prende un cartoncino di 0,3 mm e si ritaglia un cerchio.
Dal centro viene diviso radialmente in settori di diverse estensioni angolari e in
proporzione che verranno ricoperte da fogli colorati, acquistabili in cartoleria.
Per mettere in movimento il disco possiamo usare una trottola giocattolo, oppure
costruire una ruota che viene messa in movimento da una puleggia collegata alla ruota
stessa, questo sistema era usato anticamente.
Più semplicemente possiamo costruire una trottolina, con un goniometro circolare di
plastica, sulla cui superficie viene incollato un cartoncino dello stesso diametro, preparato
con le percentuali di colori e diviso radialmente in settori.

1 2 3 4
Il disco di Newton, dapprima fermo (1) e poi osto in rapida rotazione (2 e 3), fino ad apparire bianco (4)
La teoria dei colori
Gli oggetti e gli ambienti che ci circondano sono in gran parte colorati. Ciò dipende dal fatto che la luce si diffonde attraverso onde di diversa lunghezza: ad ogni onda corrisponde un colore. La differenza tra 'colore' e 'non colore' è spesso labile e soggettiva: la conoscenza della 'teoria dei colori' è affascinante e varia...
Il nostro occhio percepisce solo una piccola parte delle onde luminose esistenti in natura; a questa corrisponde uno spettro di sette colori: il rosso, l’arancio, il giallo, il verde, l’azzurro, l’ìndaco e il violetto.
Il fisico inglese Isaac Newton dimostrò, nel 1672, che la luce, che vediamo bianca, è in realtà composta dai sette colori dello spettro solare. Nel suo esperimento Newton fece passare un raggio di luce attraverso un prisma di cristallo. Il raggio si scompose così nei sette colori dello spettro solare, dimostrando che il bianco è la somma di quei colori.
Una cosa simile accade nell’arcobaleno: la luce che passa attraverso le piccole gocce d’acqua, sospese nell’aria dopo una pioggia, si scompone nei sette colori dello spettro (con tutte le relative gradazioni intermedie).
Deriva quindi questa osservazione: l’oggetto che riflette tutte le onde luminose appare bianco (bianco = somma di tutti i colori); l’oggetto che assorbe tutte le onde, senza restituirle ai nostri occhi, viene visto dai nostri occhi nero (nero = assenza di colori); l’oggetto che assorbe tutte le onde tranne uno, ha il colore corrispondente a quell’unica onda ( ad esempio: un oggetto che non assorbe il verde, viene visto dai nostri occhi verde).
Per questa ragione alcuni artisti definiscono il bianco e il nero “non colori” perché il bianco è dato dalla somma di tutti i colori, il nero dall’assenza di colori.
La suddivisione dei colori
I colori si suddividono in PRIMARI, SECONDARI E TERZIARI.
I colori PRIMARI: ROSSO, BLU, GIALLO, non possono essere generati da altri colori.
I colori SECONDARI: ARANCIO, VERDE, VIOLA si ottengono mescolando due primari in parti uguali.
Mischiando due primari in quantità diverse, si ottiene un colore TERZIARIO come in questo esempio:
All’interno dei colori primari e secondari, abbiamo tre coppie di colori detti COMPLEMENTARI.
Ogni coppia di complementari è formata da un primario e dal secondario ottenuto dalla mescolanza degli altri due primari. Per sapere qual è il complementare del colore primario giallo, mischiate gli altri due primari, il rosso e il blu: ottenete il viola che risulta essere il complementare del giallo.
il viola è complementare del giallo
è complementare del rosso
l'arancio è complementare del blu.
Ogni coppia ha in sé un colore poco luminoso ed uno molto luminoso.
Nelle coppie giallo - viola, rosso - verde, arancio - blu, il primo colore è molto più luminoso del secondo.
Se si accostano i colori complementari si ottiene un effetto di massimo contrasto: i due colori acquistano forza cromatica rafforzando a vicenda la luminosità di entrambi.
Se si pone un colore luminoso al centro del suo complementare meno luminoso, l'effetto di contrasto e di complementarità è particolarmente evidente.
Colori caldi e freddi
I colori hanno una "temperatura" e si suddividono in caldi, freddi e neutri in base alle diverse sensazioni che trasmettono, alle immagini e alle situazioni che richiamano alla mente.
I rossi, i gialli e gli arancio sono luminosi e si associano alla luce del sole ed al suo calore, mentre i blu, i violetti e i verdi evocano la neve, il ghiaccio, il mare, il cielo.
Sono caldi i colori che tendono all'arancio e al rosso:
freddi quelli che tendono al viola e al blu:
neutri quelli che tendono al nero, al bianco e al grigio.
I colori si influenzano tra di loro e può succedere che la predominanza di colori freddi faccia passare in secondo piano la presenza di colori caldi e viceversa.
La teoria della "temperatura" di un colore non è così rigida. Infatti, tra la metà calda e la metà fredda del cerchio cromatico si distinguono ulteriori colori "caldi" e "freddi".
Prendiamo per esempio i rossi: in questo cerchio cromatico a 12 spicchi esistono due tipi di rosso, uno caldo e uno freddo.
Il primo è il rosso di cadmio che tende al "caldo" arancio. Per contro il cremisi d’alizarina è relativamente freddo in quanto tende al "freddo" violetto vicino nel cerchio cromatico.
Le stesse considerazioni valgono per i gialli. Il giallo di cadmio chiaro è un colore caldo perché tende al "caldo" arancio. Invece il giallo limone è freddo e infatti è collocato vicino al "freddo" verde.
Anche i colori secondari si dividono in caldi e freddi. Il verde è freddo perché formato dalla combinazione di un giallo freddo e di un blu freddo.
Il cerchio disegnato sopra è simile a quello di Itten, pittore contemporaneo.
Nel triangolo al centro ci sono i tre colori primari; su ogni lato del triangolo sono disegnati i tre secondari in corrispondenza dei due primari; tra i primari e i secondari si trovano i terziari.
L’effetto dei colori adiacenti
Un colore può sembrare più caldo o più freddo a seconda del contesto in cui è collocato.
Ad esempio il violetto è un colore intermedio ottenuto dalla combinazione di blu (freddo) e rosso (caldo):
accanto a un colore caldo
come il rosso sembra freddo,
mentre vicino a un colore freddo
come il blu,
appare caldo.
Allo stesso modo, con ogni probabilità, una macchia crèmisi in un dipinto dove prevalgono il blu e il verde, apparirà come un colore "caldissimo".
Sfruttando la temperatura di un colore si ottengono molti effetti. Sapendo sfruttare al meglio questa caratteristica, si possono realizzare giochi prospettici veramente particolari: i colori caldi hanno la prerogativa di "avanzare", dando l'impressione di venire incontro all’osservatore, quelli freddi sembrano allontanarsi.
Quindi, utilizzando colori freddi per lo sfondo e colori caldi per il primo piano, si può creare in un disegno l’illusione della prospettiva e degli effetti tridimensionali.
Osservate questo disegno: coprite con una mano il disegno di destra:
ora coprite con una mano quello di sinistra e annotate le vostre osservazioni:
· le stanze sembrano avere la stessa dimensione?
· quale sembra più ampia?
· la finestra sembra essere alla stessa distanza?
· i due disegni hanno realmente le stesse dimensioni?
· a cosa è dovuta la diversità apparente?
Teoria dei Colori
La luce è costituita da un insieme di radiazioni monocromatiche, ciascuna con una determinata lunghezza d'onda e la percezione dei colori è un processo neurofisiologico molto complesso: le radiazioni luminose percepite dalla retina dell'occhio vengono codificate da tre diversi recettori che trasmettono impulsi nervosi al cervello, il quale ne ricava la sensazione di "colori" in base alla loro frequenza o lunghezza d'onda.
Facendo passare un fascio di luce bianca attraverso un prisma di cristallo, questo si scompone nei sette colori dello spettro solare detti tradizionalmente "colori fondamentali": i colori spettrali sono infiniti, ma l’occhio riesce a distinguerne circa 200.
Da Isaac Newton ad oggi, la teoria dei colori ha fatto molti passi avanti, ma fu proprio lo scienziato inglese a condurre nel 1666 i primi esperimenti che lo portarono a scoprire la natura del colore.
Oggi sapiamo che la luce non è omogenea, ma è composta da diversi tipi di radiazioni, separabili mediante la rifrazione che dipende a sua volta dalla lunghezza d’onda della radiazione: l'insieme delle radiazioni costituisce lo spettro elettromagnetico.
Un colore spettrale viene indicato dalla lunghezza d’onda della relativa radiazione, misurata in nm (il nanometro, cioè un milionesimo di millimetro).
La luce visibile all'occhio umano è una parte dello spettro elettromagnetico compresa tra i 400 e gli 800 nanometri, oltre questi estremi vi sono le frequenze ultraviolette (percepite in modo indiretto, dato che la sovraesposizione della pelle ai raggi UV causa scottature) e infrarosse (percepite dai recettori della pelle come calore). Vi sono telecamere particolari (chiamate visori notturni in grado di captare i raggi infrarossi e convertirli in luce visibile, mentre le radiazioni ultraviolette -non percepite dagli esseri umani- sono visibili per alcuni animali, come le api; altri invece riescono a vedere gli infrarossi
COLORI e PIGMENTI
Il cerchio diviso in 12 settori viene chiamato "Cerchio cromatico” e rappresenta la gamma di colori che si possono ottenere mescolando i colori primari (giallo, rosso e blu) che per loro natura sono impossibili da riprodurre mediante mescolanza. I colori primari, mescolati con i colori intermedi, danno sfumature che variano a seconda della posizione che occupano rispettivamente nello spettro. Se sono vicini, la mescolanza ricorda l'uno e l'altro. Per esempio: Blu + verde = blu verdastro; Blu + viola = blu violaceo; Giallo + verde= giallo verde; Giallo + arancione = giallo arancio ecc. Se i due colori non sono vicini sul cerchio cromatico, la loro mescolanza tende al grigio, si ottiene quindi il grigio mescolando: Blu e arancione; Giallo e viola e Rosso e verde.

I pigmenti
I pigmenti, sono chiamati comunemente "terre" in quanto la maggior parte dei colori tradizionali provengono da giacimenti naturali. La chimica industriale successivamente ha fornito all'arte prodotti sempre più sofisticati e chimicamente puri, che hanno permesso la produzione di colori su scala industriale. La tecnologia ha inoltre permesso la produzione di pigmenti affidabili ad imitazione dei colori più costosi. I pigmenti possono essere di diversa origine: minerale o organica, naturale o di sintesi. Attualmente i pigmenti (circa il 95%) sono di origine sintetica e molte sono le varietà a disposizione:
Bianco di Titanio: biossido di titanio. Stabilità perfetta. Bianco azzurrognolo. Il più coprente ed il più potente (alto potere degradante).
Bianco di Piombo: crea una pellicola morbida e resistente. Asciuga bene rimanendo morbido. La sua pasta, molto untuosa, permette un grafismo preciso. L'opacità, anche se inferiore a quella del bianco di titanio, tende a diminuire con il tempo per questo si consiglia di utilizzarlo in un certo spessore.
Bianco di Zinco: meno opaco degli altri, è un bianco abbastanza freddo. Serve per creare opalescenze, velature, nebbie, fumo e per degradare un colore senza renderlo troppo opaco. Si consiglia di utilizzarlo in strati sottili.
Bianco di Titanzinco: il Bianco di zinco favorisce la siccatività del Bianco di Titanio, ne migliora l'untuosità della pasta e crea un film più robusto. Il Bianco di Titanio aggiunge opacità.
Cadmi: ottimo potere coprente e colorante. La loro stabilità alla luce è ottima. I gialli di cadmio sono dei solfuri di cadmio. Le sfumature più chiare possono contenere sulfuri di zinco che mescolati al blu danno bellissime sfumature. La loro vivacità di tinta è notevole. I rosii sono a base di seleniuri di cadmio o di solfo-seleniuri di cadmio.
Azoici: sono dei pigmenti organici e in genere di colore giallo, arancione o rosso. Sono pigmenti molto stabili alla luce.
Ossidi di Ferro: sono di origine naturale o sintetica. I naturali sono terre lavate e decantate. Al contrario degli azoici e dei cadmi sono tinte smorte. Permettono mescolanze cupe e una bella gamma di marroni e di grigi. Sono pigmenti semiopachi.
Quinacridoni: sono pigmenti che vanno dal rosso al viola e presentano una grande stabilità alla luce. Sono compatibili con tutti i pigmenti e il loro potere colorante è veramente notevole. I toni porpora permettono di ottenere i viola più belli ed i toni rossi gli arancioni più vivaci. Sono perfettamente stabili, ben coloranti e semitrasparenti.
Ftalocianidi: devono le loro speciali caratteristiche alla natura molto stabile della molecola di ftalocianina. I verdi di ftalocianina sono ottenuti a partire dai blu la cui struttura è modificata dal bromo o dal cloro. Sono trasparenti, molto coloranti e perfettamente stabili con tutti gli altri pigmenti.
Nero d'Avorio: è un nero molto caldo e come tutti i neri carbone è poco siccativo. Se ne raccomanda l'utilizzo in strati sottili.
Nero di Marte: è un nero molto siccativo, opaco e ad alto potere colorante.
Nero di Pesca: si ottiene calcinando e macinando i noccioli di pesca o di altri frutti. E' un nero molto caldo.
Nero Freddo: è un nero opaco con sfumatura azzurrognola.
Cobalti: Questi pigmenti sono indistruttibili e sono compatibili con tutti gli altri ma hanno un potere coprente e colorante ridotto. Bisogna evitare le impastature con questi colori poiché essiccano molto lentamente.
Gialli di Cromo: hanno la qualità di essere opachi e di avere un elevato potere colorante.
LO SPETTRO VISIBILE
La cosiddetta luce bianca è composta da uno spettro continuo di onde elettromagnetiche di lunghezza d'onda compresa circa tra 350 e 750 nanometri, o nm, cioè milionesimi di millimetro. Se le intensità di queste radiazioni sono distribuite in maniera uniforme su tutto lo spettro, la luce appare effettivamente bianca o grigia (secondo l'intensità dell'illuminazione). Una radiazione composta da onde di un'unica frequenza (o lunghezza d'onda) si dice monocromatica: le onde monocromatiche sono qualitativamente diverse, e questa differenza qualitativa è percepita soggettivamente come diversità di colore. Ad esempio la luce di lunghezza d'onda di 700 nm appare rossa, quella con lunghezza d'onda di 400 nm è percepita come violetta. Le lunghezze d'onda intermedie, partendo dal violetto e spostandosi verso il rosso, sono blu, verde, giallo e arancio.
Il colore di un fascio di luce monocromatico, o che contiene radiazioni elettromagnetiche comprese entro una ristretta banda di lunghezze d'onda, viene detto colore puro o tono di colore. I colori puri sono definiti saturi, e capita molto raramente di poterli vedere al di fuori dei laboratori dove vengono prodotti artificialmente. Un'eccezione è la luce delle lampade ai vapori di sodio usate talvolta nella illuminazione stradale, che di fatto è giallo saturo. La gran varietà di colori che vengono percepiti ogni giorno, nella vita comune, sono colori meno saturi, ovvero sono un miscuglio di radiazioni luminose visibili con diverse lunghezze d'onda. Il tono di colore e la saturazione sono le due differenze qualitative tra colori reali; la differenza quantitativa è la brillanza, o intensità della luce.
Scomposizione della luce bianca
Facendo passare un fascio di luce solare attraverso un prisma di vetro, si scopre che in realtà la luce che ci appare bianca è il risultato della sovrapposizione di diversi colori. Questo fenomeno è dovuto alla proprietà del prisma ottico di deviare i raggi di colore diverso in direzioni diverse: la luce rossa subisce la deviazione minore, la luce blu quella maggiore.
IL COLORE DEI CORPI
Sono gli elettroni presenti nei materiali che rendono il mondo colorato
interagendo con le radiazioni visibili
Un concetto basilare della visione è che tutti gli oggetti che non siano sorgenti luminose primarie sono visibili in quanto diffondono la luce con la quale vengono illuminati. Se l'efficienza di tale luce è maggiore per alcuni colori e minore per altri (diffusione selettiva), l'oggetto ci apparirà colorato, in caso contrario lo vedremo grigio, in una qualsivoglia sfumatura, dal bianco al nero. Nel linguaggio comune, invece, bianco, grigio o nero sono considerati colori alla stessa stregua del rosso o del verde.
Dal punto di vista scientifico, invece, un corpo nero è un oggetto ideale che, quando illuminato, non diffonde nulla. Parliamo di oggetto "ideale" perché qualsiasi oggetto reale, per quanto ben annerito, sotto forte illuminazione diffonde un po' della luce che lo colpisce: per questo possiamo vedere gli oggetti che definiamo neri. Una semplice ed efficace approssimazione di "corpo nero" è un foro che si apre su un vasto ambiente chiuso e non illuminato. Il foro apparirà infatti nero anche se investito da un intenso fascio luminoso.
Analogamente il bianco non è un colore, ma l'aspetto di un corpo che diffonde in modo non selettivo la maggior parte della luce che lo colpisce (idealmente, il 100%).
L'unico modo per approssimare tale situazione è realizzare un sistema otticamente disomogeneo miscelando finemente due materiali trasparenti di diverse proprietà ottiche, in modo da aumentare al massimo la diffusione che si ha all'interfaccia tra materiali diversi. In molti casi la disomogeneità della superficie di un oggetto è evidente anche a occhio nudo (sale fino, zucchero a velo, neve, e, in generale, polveri di materiali trasparenti), ma anche oggetti bianchi apparentemente omogenei, come ad esempio uno strato di vernice, se osservati al microscopio rivelano la loro disomogeneità. Una vernice bianca è, in effetti, una miscela di un legante trasparente, che determina le proprietà meccaniche della vernice, miscelato con la polvere fine di un' aItra sostanza trasparente di indice di rifrazione diverso da quello del legante.
Un oggetto colorato è anch'esso un oggetto più o meno diffondente, solo che in questo caso si ha diffusione selettiva. L'efficienza della diffusione dipende in questo caso dalla lunghezza d'onda della radiazione, e quindi la composizione spettrale della radiazione diffusa è diversa da quella della luce incidente. Un oggetto che diffonde meglio le grandi lunghezze d'onda (la regione del rosso) delle altre, se viene illuminato con un fascio di luce "bianca", rimanderà verso i nostri occhi luce arricchita nelle componenti rosse, e ci apparirà rosso. Una vernice colorata è quindi strutturalmente simile ad una bianca, ma caricata con polveri di materiali che assorbono in alcune regioni dello spettro.

PERCEZIONE DEI COLORI
Una superficie che ai nostri occhi appare di colore giallo assorbe le radiazioni corrispondenti al colore blu, riflettendo quelle che formano il colore giallo(rosso + verde).
La percezione del colore ha origine dalla luce bianca che colpisce le superfici degli oggetti. Essi a loro volta hanno la proprietà di riflettere tutta o parte della luce che ricevono; più in particolare, la superficie di un oggetto trattiene alcune frequenze luminose e ne riflette altre. Sono queste ultime a determinare il suo colore: per esempio, una superficie appare gialla perché riflette solo le lunghezze d'onda medie e lunghe che corrispondono al colore giallo.Una superficie appare invece bianca quando riflette tutte le radiazioni che riceve, nera quando le assorbe tutte. La luce riflessa dalle superfici raggiunge i recettori collocati all'interno dell'occhio, i quali, secondo la teoria del fisico inglese ThomasYoung (1773-1829), in seguito approfondita dal tedesco Hermann Helmholtz (1821-1894) e da altri studiosi, sono sensibili a tre diverse lunghezze d'onda che corrispondono a tre colori fondamentali: alcuni recettori reagiscono ai colori blu-viola, altri ai verdi e altri ancora ai rossi.
Le diverse onde luminose stimolano quindi i recettori disposti sulla retina all'interno dei nostro occhio e da qui gli stimoli cromatici vengono trasmessi al cervello, che attraverso complesse operazioni di rielaborazione traduce gli impulsi in colori. Possiamo pertanto affermare che è il nostro sistema percettivo a «creare» il colore.
Una superficie che ai nostri occhi appare di colore bianco riflette tutte le radiazioni(rosso, verde e blu)
Una superficie che ai nostri occhi appare di colore nero assorbe tutte le radiazioni colorate.

Disco di Newton
L'insieme di tutti i colori dello spettro solare, presi ciascuno in opportune proporzioni,
produce luce bianca, come si può facilmente verificare in laboratorio con il disco di
Newton, 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.
Costruzione del Disco di Newton
Si prende un cartoncino di 0,3 mm e si ritaglia un cerchio.
Dal centro viene diviso radialmente in settori di diverse estensioni angolari e in
proporzione che verranno ricoperte da fogli colorati, acquistabili in cartoleria.
Per mettere in movimento il disco possiamo usare una trottola giocattolo, oppure
costruire una ruota che viene messa in movimento da una puleggia collegata alla ruota
stessa, questo sistema era usato anticamente.
Più semplicemente possiamo costruire una trottolina, con un goniometro circolare di
plastica, sulla cui superficie viene incollato un cartoncino dello stesso diametro, preparato
con le percentuali di colori e diviso radialmente in settori.

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Il disco di Newton, dapprima fermo (1) e poi osto in rapida rotazione (2 e 3), fino ad apparire bianco (4)
La teoria dei colori
Gli oggetti e gli ambienti che ci circondano sono in gran parte colorati. Ciò dipende dal fatto che la luce si diffonde attraverso onde di diversa lunghezza: ad ogni onda corrisponde un colore. La differenza tra 'colore' e 'non colore' è spesso labile e soggettiva: la conoscenza della 'teoria dei colori' è affascinante e varia...
Il nostro occhio percepisce solo una piccola parte delle onde luminose esistenti in natura; a questa corrisponde uno spettro di sette colori: il rosso, l’arancio, il giallo, il verde, l’azzurro, l’ìndaco e il violetto.
Il fisico inglese Isaac Newton dimostrò, nel 1672, che la luce, che vediamo bianca, è in realtà composta dai sette colori dello spettro solare. Nel suo esperimento Newton fece passare un raggio di luce attraverso un prisma di cristallo. Il raggio si scompose così nei sette colori dello spettro solare, dimostrando che il bianco è la somma di quei colori.
Una cosa simile accade nell’arcobaleno: la luce che passa attraverso le piccole gocce d’acqua, sospese nell’aria dopo una pioggia, si scompone nei sette colori dello spettro (con tutte le relative gradazioni intermedie).
Deriva quindi questa osservazione: l’oggetto che riflette tutte le onde luminose appare bianco (bianco = somma di tutti i colori); l’oggetto che assorbe tutte le onde, senza restituirle ai nostri occhi, viene visto dai nostri occhi nero (nero = assenza di colori); l’oggetto che assorbe tutte le onde tranne uno, ha il colore corrispondente a quell’unica onda ( ad esempio: un oggetto che non assorbe il verde, viene visto dai nostri occhi verde).
Per questa ragione alcuni artisti definiscono il bianco e il nero “non colori” perché il bianco è dato dalla somma di tutti i colori, il nero dall’assenza di colori.
La suddivisione dei colori
I colori si suddividono in PRIMARI, SECONDARI E TERZIARI.
I colori PRIMARI: ROSSO, BLU, GIALLO, non possono essere generati da altri colori.
I colori SECONDARI: ARANCIO, VERDE, VIOLA si ottengono mescolando due primari in parti uguali.
Mischiando due primari in quantità diverse, si ottiene un colore TERZIARIO come in questo esempio:
All’interno dei colori primari e secondari, abbiamo tre coppie di colori detti COMPLEMENTARI.
Ogni coppia di complementari è formata da un primario e dal secondario ottenuto dalla mescolanza degli altri due primari. Per sapere qual è il complementare del colore primario giallo, mischiate gli altri due primari, il rosso e il blu: ottenete il viola che risulta essere il complementare del giallo.
il viola è complementare del giallo
è complementare del rosso
l'arancio è complementare del blu.
Ogni coppia ha in sé un colore poco luminoso ed uno molto luminoso.
Nelle coppie giallo - viola, rosso - verde, arancio - blu, il primo colore è molto più luminoso del secondo.
Se si accostano i colori complementari si ottiene un effetto di massimo contrasto: i due colori acquistano forza cromatica rafforzando a vicenda la luminosità di entrambi.
Se si pone un colore luminoso al centro del suo complementare meno luminoso, l'effetto di contrasto e di complementarità è particolarmente evidente.
Colori caldi e freddi
I colori hanno una "temperatura" e si suddividono in caldi, freddi e neutri in base alle diverse sensazioni che trasmettono, alle immagini e alle situazioni che richiamano alla mente.
I rossi, i gialli e gli arancio sono luminosi e si associano alla luce del sole ed al suo calore, mentre i blu, i violetti e i verdi evocano la neve, il ghiaccio, il mare, il cielo.
Sono caldi i colori che tendono all'arancio e al rosso:
freddi quelli che tendono al viola e al blu:
neutri quelli che tendono al nero, al bianco e al grigio.
I colori si influenzano tra di loro e può succedere che la predominanza di colori freddi faccia passare in secondo piano la presenza di colori caldi e viceversa.
La teoria della "temperatura" di un colore non è così rigida. Infatti, tra la metà calda e la metà fredda del cerchio cromatico si distinguono ulteriori colori "caldi" e "freddi".
Prendiamo per esempio i rossi: in questo cerchio cromatico a 12 spicchi esistono due tipi di rosso, uno caldo e uno freddo.
Il primo è il rosso di cadmio che tende al "caldo" arancio. Per contro il cremisi d’alizarina è relativamente freddo in quanto tende al "freddo" violetto vicino nel cerchio cromatico.
Le stesse considerazioni valgono per i gialli. Il giallo di cadmio chiaro è un colore caldo perché tende al "caldo" arancio. Invece il giallo limone è freddo e infatti è collocato vicino al "freddo" verde.
Anche i colori secondari si dividono in caldi e freddi. Il verde è freddo perché formato dalla combinazione di un giallo freddo e di un blu freddo.
Il cerchio disegnato sopra è simile a quello di Itten, pittore contemporaneo.
Nel triangolo al centro ci sono i tre colori primari; su ogni lato del triangolo sono disegnati i tre secondari in corrispondenza dei due primari; tra i primari e i secondari si trovano i terziari.
L’effetto dei colori adiacenti
Un colore può sembrare più caldo o più freddo a seconda del contesto in cui è collocato.
Ad esempio il violetto è un colore intermedio ottenuto dalla combinazione di blu (freddo) e rosso (caldo):
accanto a un colore caldo
come il rosso sembra freddo,
mentre vicino a un colore freddo
come il blu,
appare caldo.
Allo stesso modo, con ogni probabilità, una macchia crèmisi in un dipinto dove prevalgono il blu e il verde, apparirà come un colore "caldissimo".
Sfruttando la temperatura di un colore si ottengono molti effetti. Sapendo sfruttare al meglio questa caratteristica, si possono realizzare giochi prospettici veramente particolari: i colori caldi hanno la prerogativa di "avanzare", dando l'impressione di venire incontro all’osservatore, quelli freddi sembrano allontanarsi.
Quindi, utilizzando colori freddi per lo sfondo e colori caldi per il primo piano, si può creare in un disegno l’illusione della prospettiva e degli effetti tridimensionali.
Osservate questo disegno: coprite con una mano il disegno di destra:
ora coprite con una mano quello di sinistra e annotate le vostre osservazioni:
· le stanze sembrano avere la stessa dimensione?
· quale sembra più ampia?
· la finestra sembra essere alla stessa distanza?
· i due disegni hanno realmente le stesse dimensioni?
· a cosa è dovuta la diversità apparente?
Teoria dei Colori
La luce è costituita da un insieme di radiazioni monocromatiche, ciascuna con una determinata lunghezza d'onda e la percezione dei colori è un processo neurofisiologico molto complesso: le radiazioni luminose percepite dalla retina dell'occhio vengono codificate da tre diversi recettori che trasmettono impulsi nervosi al cervello, il quale ne ricava la sensazione di "colori" in base alla loro frequenza o lunghezza d'onda.
Facendo passare un fascio di luce bianca attraverso un prisma di cristallo, questo si scompone nei sette colori dello spettro solare detti tradizionalmente "colori fondamentali": i colori spettrali sono infiniti, ma l’occhio riesce a distinguerne circa 200.
Da Isaac Newton ad oggi, la teoria dei colori ha fatto molti passi avanti, ma fu proprio lo scienziato inglese a condurre nel 1666 i primi esperimenti che lo portarono a scoprire la natura del colore.
Oggi sapiamo che la luce non è omogenea, ma è composta da diversi tipi di radiazioni, separabili mediante la rifrazione che dipende a sua volta dalla lunghezza d’onda della radiazione: l'insieme delle radiazioni costituisce lo spettro elettromagnetico.
Un colore spettrale viene indicato dalla lunghezza d’onda della relativa radiazione, misurata in nm (il nanometro, cioè un milionesimo di millimetro).
La luce visibile all'occhio umano è una parte dello spettro elettromagnetico compresa tra i 400 e gli 800 nanometri, oltre questi estremi vi sono le frequenze ultraviolette (percepite in modo indiretto, dato che la sovraesposizione della pelle ai raggi UV causa scottature) e infrarosse (percepite dai recettori della pelle come calore). Vi sono telecamere particolari (chiamate visori notturni in grado di captare i raggi infrarossi e convertirli in luce visibile, mentre le radiazioni ultraviolette -non percepite dagli esseri umani- sono visibili per alcuni animali, come le api; altri invece riescono a vedere gli infrarossi
COLORI e PIGMENTI
Il cerchio diviso in 12 settori viene chiamato "Cerchio cromatico” e rappresenta la gamma di colori che si possono ottenere mescolando i colori primari (giallo, rosso e blu) che per loro natura sono impossibili da riprodurre mediante mescolanza. I colori primari, mescolati con i colori intermedi, danno sfumature che variano a seconda della posizione che occupano rispettivamente nello spettro. Se sono vicini, la mescolanza ricorda l'uno e l'altro. Per esempio: Blu + verde = blu verdastro; Blu + viola = blu violaceo; Giallo + verde= giallo verde; Giallo + arancione = giallo arancio ecc. Se i due colori non sono vicini sul cerchio cromatico, la loro mescolanza tende al grigio, si ottiene quindi il grigio mescolando: Blu e arancione; Giallo e viola e Rosso e verde.

I pigmenti
I pigmenti, sono chiamati comunemente "terre" in quanto la maggior parte dei colori tradizionali provengono da giacimenti naturali. La chimica industriale successivamente ha fornito all'arte prodotti sempre più sofisticati e chimicamente puri, che hanno permesso la produzione di colori su scala industriale. La tecnologia ha inoltre permesso la produzione di pigmenti affidabili ad imitazione dei colori più costosi. I pigmenti possono essere di diversa origine: minerale o organica, naturale o di sintesi. Attualmente i pigmenti (circa il 95%) sono di origine sintetica e molte sono le varietà a disposizione:
Bianco di Titanio: biossido di titanio. Stabilità perfetta. Bianco azzurrognolo. Il più coprente ed il più potente (alto potere degradante).
Bianco di Piombo: crea una pellicola morbida e resistente. Asciuga bene rimanendo morbido. La sua pasta, molto untuosa, permette un grafismo preciso. L'opacità, anche se inferiore a quella del bianco di titanio, tende a diminuire con il tempo per questo si consiglia di utilizzarlo in un certo spessore.
Bianco di Zinco: meno opaco degli altri, è un bianco abbastanza freddo. Serve per creare opalescenze, velature, nebbie, fumo e per degradare un colore senza renderlo troppo opaco. Si consiglia di utilizzarlo in strati sottili.
Bianco di Titanzinco: il Bianco di zinco favorisce la siccatività del Bianco di Titanio, ne migliora l'untuosità della pasta e crea un film più robusto. Il Bianco di Titanio aggiunge opacità.
Cadmi: ottimo potere coprente e colorante. La loro stabilità alla luce è ottima. I gialli di cadmio sono dei solfuri di cadmio. Le sfumature più chiare possono contenere sulfuri di zinco che mescolati al blu danno bellissime sfumature. La loro vivacità di tinta è notevole. I rosii sono a base di seleniuri di cadmio o di solfo-seleniuri di cadmio.
Azoici: sono dei pigmenti organici e in genere di colore giallo, arancione o rosso. Sono pigmenti molto stabili alla luce.
Ossidi di Ferro: sono di origine naturale o sintetica. I naturali sono terre lavate e decantate. Al contrario degli azoici e dei cadmi sono tinte smorte. Permettono mescolanze cupe e una bella gamma di marroni e di grigi. Sono pigmenti semiopachi.
Quinacridoni: sono pigmenti che vanno dal rosso al viola e presentano una grande stabilità alla luce. Sono compatibili con tutti i pigmenti e il loro potere colorante è veramente notevole. I toni porpora permettono di ottenere i viola più belli ed i toni rossi gli arancioni più vivaci. Sono perfettamente stabili, ben coloranti e semitrasparenti.
Ftalocianidi: devono le loro speciali caratteristiche alla natura molto stabile della molecola di ftalocianina. I verdi di ftalocianina sono ottenuti a partire dai blu la cui struttura è modificata dal bromo o dal cloro. Sono trasparenti, molto coloranti e perfettamente stabili con tutti gli altri pigmenti.
Nero d'Avorio: è un nero molto caldo e come tutti i neri carbone è poco siccativo. Se ne raccomanda l'utilizzo in strati sottili.
Nero di Marte: è un nero molto siccativo, opaco e ad alto potere colorante.
Nero di Pesca: si ottiene calcinando e macinando i noccioli di pesca o di altri frutti. E' un nero molto caldo.
Nero Freddo: è un nero opaco con sfumatura azzurrognola.
Cobalti: Questi pigmenti sono indistruttibili e sono compatibili con tutti gli altri ma hanno un potere coprente e colorante ridotto. Bisogna evitare le impastature con questi colori poiché essiccano molto lentamente.
Gialli di Cromo: hanno la qualità di essere opachi e di avere un elevato potere colorante.
LO SPETTRO VISIBILE
La cosiddetta luce bianca è composta da uno spettro continuo di onde elettromagnetiche di lunghezza d'onda compresa circa tra 350 e 750 nanometri, o nm, cioè milionesimi di millimetro. Se le intensità di queste radiazioni sono distribuite in maniera uniforme su tutto lo spettro, la luce appare effettivamente bianca o grigia (secondo l'intensità dell'illuminazione). Una radiazione composta da onde di un'unica frequenza (o lunghezza d'onda) si dice monocromatica: le onde monocromatiche sono qualitativamente diverse, e questa differenza qualitativa è percepita soggettivamente come diversità di colore. Ad esempio la luce di lunghezza d'onda di 700 nm appare rossa, quella con lunghezza d'onda di 400 nm è percepita come violetta. Le lunghezze d'onda intermedie, partendo dal violetto e spostandosi verso il rosso, sono blu, verde, giallo e arancio.
Il colore di un fascio di luce monocromatico, o che contiene radiazioni elettromagnetiche comprese entro una ristretta banda di lunghezze d'onda, viene detto colore puro o tono di colore. I colori puri sono definiti saturi, e capita molto raramente di poterli vedere al di fuori dei laboratori dove vengono prodotti artificialmente. Un'eccezione è la luce delle lampade ai vapori di sodio usate talvolta nella illuminazione stradale, che di fatto è giallo saturo. La gran varietà di colori che vengono percepiti ogni giorno, nella vita comune, sono colori meno saturi, ovvero sono un miscuglio di radiazioni luminose visibili con diverse lunghezze d'onda. Il tono di colore e la saturazione sono le due differenze qualitative tra colori reali; la differenza quantitativa è la brillanza, o intensità della luce.
Scomposizione della luce bianca
Facendo passare un fascio di luce solare attraverso un prisma di vetro, si scopre che in realtà la luce che ci appare bianca è il risultato della sovrapposizione di diversi colori. Questo fenomeno è dovuto alla proprietà del prisma ottico di deviare i raggi di colore diverso in direzioni diverse: la luce rossa subisce la deviazione minore, la luce blu quella maggiore.