La fisica applicata ai colori per belle arti

Facciamo i colori ad olio

Glossario e qualche accenno di abbrivio a questo piccolo testo

Parlerò di colori, in particolare di colori ad olio, come visti da un fisico. Queste note sono molto poco convenzionali, in quanto cercano di spiegare i principi fisici alla base delle proprietà’ peculiari dei colori. Questo richiede qualche conoscenza elementare di fisica, e diciamo che chi ha fatto il liceo scientifico o il liceo classico, dovrebbe essere in grado di capire buona parte delle spiegazioni. Ovviamente, se avete fatto studi universitari in una delle scienze, ancora meglio.

Ma è probabile che quanto scritto potrebbe essere di interesse anche per un uditorio più ampio.

Questo piccolo testo introduttivo dovrebbe essere utile a fornire indicazioni di dove curiosare su google per poter leggere qualcosa di divulgativo.

Segue una piccola lista di voci, che servono per introdurre i vari argomenti.

GUARDARE/VEDERE.

GUARDARE è un atto volontario. Decido di guardare un quadro. Decido di guardare in volto la persona con cui voglio guardare. Decido di guardare in modo che chi mi  è di fronte capisca le  mie intenzioni: interesse, cortesia, ostilità’, riprovazione.

VEDERE è un’azione automatica. Assolutamente neutra. Assolutamente obbiettiva, in condizioni  normali. È la pura e semplice registrazione di variazioni di intensità e di colore della scena davanti a noi. Automatica, come una foto fatta con il cellulare.

Siamo molto più coinvolti nel guardare che non interessati a come facciamo a vedere. Andate  a vedere su google qualcosa in materia. Ma insomma, se avete un cellulare, avete capito tutto.

Ma a dispetto di queste informazioni  molto basiche, è veramente incredibile scoprire che praticamente quasi nessuno capisce perché io veda cose, persone, edifici , scritti, eccetera.

Scritto come mottetto su un libro di applicazioni ottiche:

“Tutto quello che vedi è scattering”

Angosciante! Assolutamente vero, ma penso che ci siano poche persone che sappiano cosa vuol dire “scattering”, termine intraducibile in italiano. E che richiederebbe parecchie parole di spiegazioni. Cosa assolutamente da  capire se si vuole capire come funzionano i colori. E che cerco di spiegare subito.

Per  vedere, devo avere luce. Immaginatevi la scena, in galleria, salta il sistema di illuminazione, e la batteria dopo dieci minuti che vi pianta. Sfortuna massima. Ma  vedreste qualcosa? Ovviamente no. Nero pesto. Situazione ansiogena al massimo.

OK. Ri- accendiamo qualche luce. Adesso vedo gli oggetti davanti a me. Ma perché? Se ci pensate, li vedete perché la luce emessa da qualche sorgente cade sulla superficie SCABRA degli oggetti, che la ri- diffonde in  tutte le direzioni. E quindi anche verso i nostri occhi. Il processo di diffusione della luce in direzioni diverse da quelle nelle quali la sorgente luminosa le aveva inviate, ebbene, questo è lo “scattering”. Visto il lungo giro di parole che è stato necessario impiegare? Essenziale che la superficie degli oggetti sia SCABRA. Cioè’ non liscia, come un vetro o uno specchio. E cosa succeda altrimenti, è ben rappresentato da questa immagine di opere di Anish Kapoor.

Ora, è ovvio a che un quadro lo si osserva grazie al fatto che la superficie pittorica, colpita dalla luce, ad esempio da un lucernario, viene diffusa, cioè scatterata.  E’ pertanto facilmente intuibile che le modalità con cui i grani di pigmento scatteranno abbia grande influenza sulla resa pittorica. Cosa notissima anche agli antichi, come Cennini, che ne parla con dovizia di particolari.

Questo argomento verrà discusso con qualche dettaglio nel secondo capitolo.

LUCE, LUNGHEZZA D’ONDA, PROPAGAZIONE DI ONDE.

Una idea anche grossolana di queste cose è essenziale. E non dovrebbe essere una cosa ardua ottenere informazioni basiche da google. Credo che quattro giga, ma cinque meglio ancora, sia sulla bocca di tutti, e quindi una idea di cosa si stia parlando sia a disposizione della maggior parte delle persone.

Suggerisco comunque di cercare su   “ propagazione onde elettromagnetiche / come funziona un cellulare”.

La luce è un fenomeno di propagazione di onde elettromagnetiche. Ma di onde con  lunghezza d’onda (da google, cercare) molto corta. Quanto piccola? Avete in mente quanto sia un segmento lungo un millimetro? Bene,  dividetelo mille volte. Un micron. Dannatamente piccolo. Dividetelo ancora per due, mezzo micron! Bene, quella è circa una lunghezza d’onda. Fantastico. Abbiamo ora una lunghezza specialissima, che terremo ben da conto. Che controlla tutto. In particolare lo scattering. Da qui, come vedremo,  gli argomenti alla base della classifica delle varie tipologie dello scattering.

Invito caldamente a farsi qualche  idea sulla propagazione di onde elettromagnetiche. Ogni volta che usate il cellulare, ricevete ed emettete in risposta delle onde elettromagnetiche. Mai viste le torri di ripetizione che sparpagliano le onde, quelle dei giga. Ma  cosa  vuol dire giga? Giga- cosa?  E quale è la lunghezza d’onda dei giga? Molto più grande di quella ottica.

Utilizzeremo qualche richiamo sul funzionamento dei cellulari per introdurre concetti relativi alla propagazione delle onde elettromagnetiche.

GIGA

E ritornando ai giga, cosa sono? Sono la frequenza delle onde elettromagnetiche usate per i cellulari. Misurate in Hertz, che sono frequenze, che indicano quante oscillazioni al secondo fa il campo elettrico della radiazione usata dai cellulari. Giga vuol dire un miliardo. Allora 5 giga, vuol dire 5 miliardi di oscillazioni. al secondo. Allora una oscillazione avviene in un tempo piccolissimo, un quinto di miliardesimo di secondo.

E quale è la lunghezza d’onda? È la distanza viaggiata dalla luce in quel piccolissimo tempo. Trovatela voi cercando su google la velocita’ della luce.

Troverete che e’ 6 cm, delle dimensione del vostro cellulare. Non a caso.

E la lunghezza d’onda della luce, che è la cosa essenziale per discutere dei colori e di come funzionano? Salta fuori che è dannatamente più corta. Dipende dal colore, ma per il rosso è centomila volte più piccola.In numeri, 0.6 microns.

E se vi siete stufati di questi dettagli, e vi chiedete se le ultime righe siano veramente interessanti, salta fuori che lo sono dannatamente. Così come per una buona captazione del segnale del cellulare è necessario che il cellulare abbia dimensioni dell’ordine della lunghezza d’onda del segnale di alcuni giga, è anche vero che per massimizzare la resa dei colori, la dimensione di circa un  micron per la grana dei pigmenti sia in molti casi essenziale. E questa dimensione indica anche il crinale che separa oggetti “lisci”, come le spiazzanti statue a apecchio di Kapoor, e gli oggetti “scabri” che noi possiamo vedere con i nostri occhi. Inclusi i quadri.

LUCE E  COLORI. MESCOLANDO LUCE COLORATA. MESCOLANDO I  COLORI. I PRIMARI.

Questo capitolo è quello che da qualche informazione molto elementare sulla luce, e di tutti i capitoli, è quello che proprio non può essere ignorato.
La luce alla quale siamo abituati sin dai tempi preistorici è la luce del sole. E i nostri occhi si sono adattati per il miglior sfruttamento della sua composizione cromatica.
Va subito detto che la luce e le sue mescolanze è un campo dove tutto è misurabile e ben noto. E perfettamente riproducibile come risultato.
Anche perché l’interesse commerciale in materia è enorme. Si pensi ad esempio al televisore, ed in particolare al televisore a LED. Che sfrutta la mescolanza, pixel per pixel, di (almeno) tre emettitori di luce di colori diversi, il famoso schema BRG, cioè mescolanza di luce blu, rossa, verde.
Anticipo qui l’immagine dello spettro della luce solare.

Nella sua gloria! Mi ricordo la intensa emozione che provai da studente, dopo aver allineato uno spettroscopio a prisma, nel vedere questo spettro. Parlero’ di come si fa a vedere questo spettro, usando un compact disc e molte altre cose. Ma per adesso, supponete di dover rubare, ma in fretta fette, ma solo tre fette di questa immagine,ma con il vincolo che ogni fetta sia apprezzabilmente dello stesso colore. Quali fettone vi prendereste? Quali colori? Avreste qualche dubbio che la cosa più conveniente sarebbe, da sinistra, blu, verde e rosso. Certo non ci sono tutti i colori, ma c’e’ tanta roba. Presto! Scappate!
Questa è la terna di colori primari, se colori della luce dovete scegliere.
Avreste qualche dubbio? Un piccolo sermone, da Fisico, sperimentale. Osservare sempre con cura ogni cosa, ottenete dati di prima mano, prima che altri inscatolino per voi le informazioni.

Poi dopo uno può fare tutta la filosofia che vuole ma questa scelta appare crd a tutti come la piu conveniente. E di fatto costituisce la base irrinunciabile se di colori di luce dovete parlare. E delle loro mescolanze. Come vanno?

Se avete già usato colori ad olio o acquerelli, avete già conoscenza di cosa succede a mescolare colori. Ma a mescolare luce colorata, valgono le stesse leggi? 
Ma neanche per idea!!!
 Posso farmi una idea sulla mescolanza di due luci?
Certo, la avete davanti agli occhi. Guardate lo spettro sopra. Rosso e  verde, cosa vedete in mezzo: giallo!!! Sissignore! Strano ma vero.luce rossa più luce verde uguale luce gialla,!!!
E tra verde e blu? Azzurro freddissimo……….Cyan…….oh che strano! Giallo e cyan  sono due dei primari per la mescolanza di colori ad olio e per acquerelli…………
A questo punto, sapendo che assai probabilmente sapete che il terzo colore primario per mescolanze di colori (mescolanze sottrattive), è il Magenta…….ci vorrebbe del blu e del rosso…….ma sono agli estremi dello spettro….
E come faccio? Un colore violetto, nello spettro solare non c’è. E storicamente quando si riusci’ a fare dei violetti rossastri, fu detto che quello era un colore non c’era. Ed è vero. È egualmente nascosto ai bordi opposti dello spettro solare nel visibile. E,  molto importante per chiudere questa chiaccherata, vale la terza equazione per la mescolanza di luce colorata luce blu e luce rossa, entrambe prese ai bordi dello spettro, danno un violetto che assomiglia al Magenta.

TEMPERATURA.

Disturba, e uno ha il diritto si irritarsi che quando si parla di luce, e di lampadine, si parla di temperatura. Ma cosa c’entra la temperatura con i colori? Inevitabile parlarne nel contesto di uno scritto sui colori.

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