I diversi significati di colore

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1 I diversi significati di colore Luce e colore Il colore fa parte della nostra vita quotidiana, nella natura come nell arte e nella tecnologia, nei suoi aspetti concreti e percettivi come in quelli simbolici. La vera natura del colore e la sua relazione con la luce e l oscurità (Goethe) sono state per secoli oggetto di studio e di interesse dei filosofi oltre che degli artigiani, degli artisti e degli scienziati. La complessità dei fenomeni e il coinvolgimento emotivo che molte situazioni di colore suscitano non possono essere ridotte all interpretazione che la scienza attuale dà di molte delle situazioni legate al colore. Ma pensiamo che esplorare attraverso attività sperimentali coinvolgenti i diversi significati e le diverse sollecitazioni che il colore può dare possano arricchire le varie dimensioni con cui adulti e bambini si avvicinano alla natura e alla cultura. Uno dei significati: il colore dei pittori e dei tintori, il colore materiale Fin da piccoli siamo familiari con i colori degli oggetti o i colori della pittura e del disegno. Nel corso non abbiamo ripreso in dettaglio questo aspetto del colore che è quello più tradizionalmente esplorato a scuola. Sono i colori che possiamo chiamare materiali, che ci appaiono stabili e come attaccati alla sostanza che li porta; ci danno l idea che un oggetto verde (che vediamo verde in luce solare) sia verde anche al buio. Sono i colori dei tintori e dei pittori e sarebbe interessante ricollegarsi sia alla storia sia alle tecniche con cui questi colori erano prodotti ed utilizzate nelle varie epoche e nei vari paesi. Pur non avendoci lavorato in presenza invitiamo però ad esplorare mescolanze di tempere, acquarelli, pennarelli ecc. come suggerito nel sito e separazioni come suggerito nel sito arrivando all identificazione dei cosiddetti colori primari (azzurro ciano, rosso magenta e giallo) da cui si ottengono, per mescolanze in diverse proporzioni, tutti gli altri colori materiali (tranne il bianco).

2 Un secondo significato: il colore della luce Nel corso abbiamo puntato di più l attenzione ai colori della luce dal punto di vista fisicoastronomico.. Si tratta dei colori che compaiono quando la luce solare o delle più comuni lampadine, che chiamiamo bianca, colpisce su un supporto di per sè incolore: non solo il classico prisma o i più diffusi cristalli da lampadario, ma anche i colori delle bolle di sapone, di un CD, l arcobaleno..., colori immateriali, fugaci, a cui è stato dato il nome di spettro. Si tratta delle caratteristiche cromatiche della luce con cui l attuale tecnologia dell illuminazione (in particolare LED e laser che producono ed emettono luce di un solo colore) ci sta sempre più familiarizzando. In ogni caso, bisogna essere consapevoli che il colore è tale per qualcuno che osserva, è una sensazione provocata da un segnale che colpisce il nostro sistema visivo e che proviene direttamente dalla sorgente o da oggetti esposti alla luce di quella sorgente. Anche per la luce suggeriamo esperienze di separazione dei colori presenti nella luce bianca (prisma, occhialini) e mescolanza di luci colorate ( Si scoprirà così che ancora si può parlare di 3 colori fondamentali da cui si ottengono tutti gli altri colori della luce (tranne il nero) ma che questi sono diversi dai fondamentali delle tinte e sono rosso, verde e blu. Un terzo attore: l occhio In tutte le esperienze che verranno descritte in dettaglio più avanti, si usano gli occhi per ricevere la luce proveniente dalle sorgenti e dagli oggetti; questa ci fa vedere appunto gli oggetti e ci provoca le sensazioni di colore. Il discorso fisiologico e neurologico a proposito del nostro sistema visivo sarebbe molto complicato, noi ci limitiamo a ricordare che negli occhi abbiamo due serie di recettori: i coni e i bastoncelli.vediamo a colori utilizzando i coni, quando l intensità luminosa è elevata, vediamo in

3 bianco e nero utilizzando i bastoncelli in condizioni di bassa illuminazione, come il farsi sera e notte. I coni sono solo 3, sensibili rispettivamente ai tre fondamentali della luce. Quindi vediamo tutti i colori per attivazione simultanea e in misura diversa di uno o più di questi sensori. (vedi fig. 1) In particolare abbiamo la sensazione di giallo sia che ci arrivi luce gialla dello spettro della luce solare, sia che ci arrivi luce rossa e verde contemporaneamente. Fig. 1 la risposta dei coni La risposta percettiva è però molto più complicata della pura attivazione dei tre coni, si coglie il colore a seconda dello sfondo, c è una legge di permanenza del colore al variare della quantità di illuminazione e così via. Per altre esperienze e suggerimenti interpretativi si veda ad esempio:

4 Sintesi additiva e sintesi sottrattiva I fondamentali delle tinte ciano, magenta e giallo sono tali poichè risultano essere i colori che sottraggono, assorbono uno dei colori fondamentali della luce riemettendo gli altri due: il giallo sottrae il blu e riemette rosso e verde, il ciano sottrae il rosso e riemette verde e blu, il magenta sottrae il verde e riemette rosso e blu. Mescolando i 3 fondamentali delle tinte si ottiene il nero poiche ognuno sottrae una componente fondamentale della luce. Si parla per questo di sintesi sottrattiva. All occhio non arriva luce da questa mescolanza di colori. Quando invece da una stessa zona illuminata provengono due o più luci colorate che si mescolano negli occhi si parla di sintesi additiva, da cui si ottiene la sensazione di bianco, ma non è possibile ottenere il nero. I filtri Abbiamo usato delle gelatine, trasparenti colorate, per fotografia per osservarne il colore direttamente o per osservare come modificano la luce che le attraversa. La funzione dei filtri è analoga a quella delle tempere e dei pigmenti, anche se si attiva per trasmissione e non per riflessione/diffusione. Una gelatina rossa fa passare (quasi) solo la luce rossa dello spettro della luce cosiddetta bianca, una gelatina verde (quasi) solo la luce verde e analogamente per quella blu. Per verificare questo effetto scomporre la luce bianca con un prisma o con gli occhialini multispettrali e osservare come cambia la visione dei colori interponendo la gelatina filtro sul cammino della luce che arriva ai nostri occhi. Anche per i filtri dunque se sovrapposti danno sintesi sottrattiva: in generale una gelatina blu e una gialla sovrapposte fanno vedere verde perché il verde viene lasciato passare da entrambe. Per una prima interpretazione si veda:

5 ATTIVITA proposte Il colore degli oggetti come fenomeno percettivo Il colore è la risposta del nostro sistema visivo allo stimolo luminoso che raggiunge i nostri occhi o provenendo direttamente dalla sorgente o da un oggetto che, colpito dalla luce, la riemette o la lascia passare, parzialmente modificata nella sua direzione e composizione cromatica. Non è dunque una proprietà dell oggetto come le dimensioni ed il materiale di cui è fatto. Per far emergere questa idea possiamo, ad esempio, osservare cosa accade al colore di un oggetto quando: - viene illuminato da sorgenti diverse, di varia intensità e di vario colore - viene osservato attraverso una gelatina o una lastrina di plexiglas trasparente colorata Quello che ad occhio nudo in luce solare appare bianco si vede dello stesso colore della gelatina, mentre ciò che viene visto a occhio nudo di un certo colore, attraverso la gelatina si vede in alcuni casi nero ed in altri tende a cambiare colore o a scomparire sullo sfondo.

6 Scomposizione della luce del Sole Ci sono situazioni in cui vediamo comparire una sequenza di colori simile a quella dell arcobaleno. Ad esempio, quando illuminiamo la superficie di un cd, quando apriamo in un certo modo la finestra, quando illuminiamo una penna bic trasparente o un brillantino. In tutte queste situazioni, la luce emessa dal Sole incontra sul suo cammino qualcosa con cui interagisce e che apre il fascio di luce bianca in una sequenza di colori che chiamiamo spettro. Queste esperienze vengono interpretate dicendo che i vari colori dell arcobaleno sono già presenti nella luce solare. Il prisma separa le diverse luci colorate presenti nella luce bianca facendo fare a ciascuna di esse un percorso lievemente diverso Quando arrivano queste luci colorate arrivano contemporaneamente al nostro occhio da una stessa zona dello spazio vediamo bianco. Per osservare il fenomeno possiamo fare come Newton e far passare la luce solare attraverso un prisma. Foto prisma

7 Sovrapposizione di luci colorate Per avere la sensazione di luce bianca però non occorrono le luci di tutti i colori dell arcobaleno, ne bastano solo 3. Illuminando una superficie bianca con tre faretti che emettono rispettivamente luce rossa, verde e blu, possiamo osservare cosa succede quando avvicino i faretti in modo da illuminare la stessa parte di superficie con più fasci colorati contemporaneamente. Nella foto luce rossa e luce verde (prodotte facendo passare la luce bianca attraverso la gelatina rossa e quella verde rispettivamente) quando colpiscono contemporaneamente una zona della parete bianca producono sensazione di giallo. Se aggiungiamo anche una terza luce blu ci accorgiamo che nella zona in cui le tre luci si sovrappongono il colore della parete la sensazione di colore è chiaro tendente al bianco. Ripetere l esperienza per diverse coppie/triplette di colori eventualmente usando un variatore di intensità luminosa per graduare diversamente la forza di ciascun colore della luce.

8 Sovrapposizione di gelatine o piastrine di plexiglas trasparenti colorate Utilizzando gelatine o lastrine di plexiglas trasparenti di vario colore, possiamo osservare cosa accade quando ne sovrappongo due o più. In particolare posso vedere cosa accade quando sovrappongo quelle di colore verde, rosso e blu e fare un confronto con quello che accade con le tinte e quello che accade con le luci colorate. Ci accorgiamo che la zona di sovrapposizione tra le gelatine colorate si vede sempre più scura quante più gelatine si aggiungono. Sovrapponendo le tre gelatine: rossa, verde e blu, la zona di sovrapposizione diventa nera e se vi guardo attraverso non riesco a vedere. Ci accorgiamo che il comportamento delle gelatine o delle lastrine di plexiglas è come quello delle tinte, ognuna sottrae qualcosa. Si può verificare cosa mettendo la gelatina tra il prisma e la superficie su cui si raccoglie lo spettro della luce solare: la gelatina rossa fa passare quasi solo la luce rossa, quella gialla e quella blu lasciano passare entrambe il verde, ecc... Vedi attività che segue

9 La gelatina colorata filtra i colori che compongono la luce Per capire cosa succede quando la luce attraversa la gelatina trasparente colorata possiamo osservare cosa succede quando facciamo passare la luce di un proiettore per diapositive attraverso un prisma e quindi attraverso un filtro verde o rosso o blu. Ad ogni sorgente di luce corrisponde uno spettro Indossando gli occhialini multi spettrali (fatti come da tanti prismi) si può andare alla ricerca delle sorgenti di luce nell ambiente in cui ci si trova. Ponendo gli occhialini davanti all obbiettivo della macchina fotografica è possibile raccogliere tante immagini di sorgenti e spettri per poterle poi confrontare e classificare.

10 Figura 1 Sorgenti luce presenti nella collezione del Museo Triennale di Design di Milano Figura 2 Osservazione di un faretto rosso, un lampione, una fiamma di accendino e una lampada al neon con gli occhiali multi-spettrali Spettri continui e spettri a bande Dopo aver raccolto le immagini con gli occhialini multi spettrali, si può ritagliare da ciascuna immagine uno dei tanti spettri e la sorgente usando un qualunque programma di elaborazione immagini. Mettendo a confronto i dati raccolti si riconosce che le sorgenti si possono raggruppare in due gruppi: - sorgenti con spettro continuo Fiamma accendino Fiamma candela Led giallo Led blu Led rosso

11 - sorgenti con spettro a bande Lampione 1 Lampione 2 Schermo del computer portatile Lampadina fluorescente Lampadario al neon Cloruro di Litio Fiamma gas butano La lunghezza d onda come codice colore Dal momento che il colore è una percezione, emerge la necessità di passare ad effettuare una misura che permetta di descrivere in modo oggettivo lo spettro di una sorgente. In analogia ai codici adottati per le tinte (Pantone), possiamo associare ad ogni colore una grandezza che si chiama lunghezza d'onda e che indichiamo con la lettera greca λ. Così facendo possiamo passare dall'asse del colore a quello della lunghezza d'onda.

12 Utilizzando questo codice colore possiamo riconoscere dove si collocano gli spettri che abbiamo raccolto, avere un idea della misura della loro ampiezza e delle lunghezze d onda dei colori visibili negli spettri a bande.

13 Osservare gli spettri per sapere di cosa sono fatte le stelle e per classificarle Gli astronomi usano la luce emessa dalle sorgenti presenti nell Universo per conoscerne la natura ed il comportamento. In particolare, usano gli spettri per poter classificare il tipo di stella che stanno osservando e dedurne alcune informazioni che riguardano la sua temperatura e la composizione chimica della materia di cui è fatta. Betelgeuse (α Ori) Betelgeuse Per gli studenti di astronomia vedi anche: Giordano E., Poli A., Rossi, S. (2012) Luce, ombra e colore tra cielo e terra. In Forme Azioni Suoni per il Diritto all'educazione. I laboratori nella formazione degli insegnanti e degli educatori Milano: Guerini, pp e il sito

14 Betelgeus e