Step06: Il colore nella scienza

Per quanto concerne la scienza, si è deciso di affrontare l'argomento di fisica, "Lo spettro visibile", il quale contiene tutti i colori dell'arcobaleno, tra cui il viola.

Lo spettro visibile è quella parte dello spettro elettromagnetico che cade tra il rosso e il violetto, includendo tutti i colori percepibili dall’occhio umano. In fisica lo spettro elettromagnetico è l’insieme di tutte le possibili frequenze delle radiazioni elettromagnetiche che sono onde  caratterizzate da una lunghezza e da una frequenza. Poiché la lunghezza d’onda e la frequenza di una radiazione sono inversamente proporzionali, tanto minore sarà la lunghezza d’onda, tanto maggiore sarà la frequenza e quindi l’energia dell’onda a parità di ampiezza. Con la vista, noi esseri umani, riusciamo a percepire lunghezze d’onda comprese tra i 356 e i 700 nm (nanometri) a cui diamo il nome di luce visibile.
Lunghezze d’onda minori corrispondono ai raggi ultravioletti, ai raggi X ed ai raggi gamma che hanno tutti quindi frequenza maggiore della luce visibile e perciò maggiore energia.
Le radiazioni infrarosse, le microonde e le onde radio hanno invece lunghezze d’onda maggiore della luce e trasportano energia minore.
L’occhio umano ha dei limiti nella visione della luce.
Le radiazione con una lunghezza d’onda inferiore a 0,4 µm è denominata luce ultravioletta. Questa zona scende fino a una lunghezza d’onda di circa 0,35 µm. Al di sotto di questa zona, si trova quella dei raggi X e si stende fino a una lunghezza d’onda di circa 0,006 µm. La parte inferiore dello spettro si compone di onde denominate raggi gamma. Questa zona si trova al di sotto della zona dei raggi X. Il campo di raggi gamma rappresenta il risultato della disintegrazione radioattiva.

Dalla parte dello spettro, dove la luce ha lunghezza d’onda maggiore, cioè oltre il rosso, si trova la zona denominata infrarossa. Quest’ultima va da 0,7 µm a 0,4 mm.
È interessante rilevare che solo una parte assai limitata dello spettro contiene radiazioni visibili all’occhio umano. Esso non può vedere la radiazione elettromagnetica oltre la zona violetta dello spettro e al di sotto della zona rossa. Lo spettro elettromagnetico si compone invece delle zone al di sopra e al di sotto di questi limiti, incluso il campo visibile.

Lo spettro visibile non contiene come si può pensare tutti i colori che l’occhio e il cervello possono distinguere: il marrone, il rosa, il magenta, per esempio, sono assenti, in quanto si ottengono dalla sovrapposizione di diverse lunghezze d’onda. Le lunghezze d’onda visibili occupano la cosiddetta “finestra ottica”, una regione dello spettro elettromagnetico che può attraversare indisturbata l’atmosfera della Terra.