COS'E' IL COLORE?

Per noi vedere a colori è un fatto talmente normale, tanto da essere scontato, come respirare, mangiare e dormire; in realtà la nostra percezione del colore è un  fenomeno molto complesso frutto di una lunga catena di concause di varia natura, della maggior parte dei quali non siamo minimamente consapevoli. 

Spesso non ci chiediamo neanche il perché vediamo come vediamo, ne tantomeno ci chiediamo perché il mondo ci appare come ci appare, anzi a volte  facciamo proprio il contrario, rifiutiamo l’idea che la realtà potrebbe essere diversa da come l’abbiamo sempre creduta. Partiamo da due affermazioni che potrebbero risultare irreali:

Il colore non è una cosa concretanon è una caratteristica intrinseca della materia !

Il colore non esiste al di fuori di noi !

Questo equivale a dire che tutto quello che noi vediamo colorato, in realtà non lo è veramente, ti sembrerà strano, ma è proprio così !

Del resto, il colore è sempre stato un mistero e ha sempre attirato la curiosità dell’uomo; talmente tanto da essere materia di moltissimi studi e teorie. Descartes, Newton, Young, Maxwell, Hertz, Einstein sono solo alcuni dei matematici, fisici, e filosofi più famosi che se ne interessarono.

Il colore è comunque una questione molto complessa, così tanto che alla domanda: «cosa sono e come vediamo i colori ?»  un fisico, un biochimico, un neurofisiologo, un oculista e uno psicologo ci darebbero risposte diversissime fra loro.

Questo non significa che tutti ignorino la risposta esatta, ma che il colore  ha moltissime sfaccettature e coinvolge svariate discipline scientifiche, discipline che oltretutto usano livelli di analisi molto diversi tra loro.

In questo articolo, per ovvie ragioni, non tratteremo tutti gli aspetti legati al colore, ma toccheremo solo quelli che ci aiuteranno per intrapprendere il nostro viaggio all’interno del colore food.

Vedremo alcuni concetti di base, quelli che considero l’alfabeto del colore; sarà necessario parlare un po’ di fisica, di ottica e di chimica, ma lo farò nel modo più semplice ed elementare possibile, così che possa essere coprensibile a tutti.

Abbiamo già anticipato che il colore non è una cosa concreta e non è una caratteristica della materia….ma allora, cos’è il colore?

il colore è semplicemente una nostra sensazione percettiva, ma è creata da una complessa interazione tra :

⊃ la Luce,

⊃ la Struttura Chimica di quello che osserviamo, e

⊃ il nostro Sistema Visivo.

La Luce e la sua natura

Il colore non esisterebbe se non ci fosse la luce !

La natura della Luce fu il fulcro di una delle più roventi controversie nella storia della scienza. Fino al XVIII secolo, esistevano due diverse e contrastanti correnti di pensiero e cioè che la luce fosse:

  1. un insieme di ONDE ELETTROMAGNETICHE (teoria ondulatoria),
  2. un insieme di minuscole PARTICELLE (teoria corpuscolare).

Entrambe le teorie però, se considerate separatamente, non riuscivano a spiegare tutti i fenomeni legati alla luce; infatti, fu solo con la scoperta  della Meccanica Quantistica (prima metà del XX secolo), che si riuscì a capire che le due teorie, fino ad allora considerate contrapposte tra loro, non erano altro che due facce di una stessa medaglia. Dovevano quindi coesistere, perchè erano entrambe veritiere.

Oggi sappiamo che, la luce ha una duplice natura e si comporta:

  1. come un onda quando si propaga nello spazio (fenomeni ottici);

  2. come energia, quando interagisce con la materia (fenomeni chimici)

Si può quindi affermare che:

la Luce è formata da onde elettromagnetiche che trasportano
“pacchetti discreti” di energia,  i «fotoni».

Le Onde Elettromagnetiche

Sulle onde elettromagnetiche, si potrebbero scrivere pagine e pagine, ma a noi basta sapere che i loro parametri caratteristici  sono :

⊃ la lunghezza d’onda λ (lambda), 

⊃ la frequenza v (ni) il numero di oscillazioni dell’onda in un secondo, e

⊃ l’energia.

IMPORTANTE_ questi tre parametri sono strettamente collegati tra loro, e:

ad ogni lunghezza d’onda corrisponde
solo una determinata frequenza e solo una determinata energia.

Le onde elettromagnetiche sono classificate in base alla loro lunghezza d’onda e frequenza  in un intervallo conosciuto come Spettro Elettromagnetico.

contenuto articolo

Onde Radio

Microonde

Infrarosso

Visibile (Luce)

Ultravioletto

Raggi X 

Raggi Gamma

1 metro e oltre

da 400 μm a 30 cm

da 0,8 a 25 μm

da 390 a 760 nm  

da 0 a 200 nm

da 0,1 a 1 nm

0,1 nm

Onde Radio → 1 metro e oltre

Microonde → da 400 μm a 30 cm

Infrarosso → da 0,8 a 25 μm

Visibile (Luce) → da 390 a 760 nm  

Ultravioletto → da 0 a 200 nm

Raggi X → da 0,1 a 1 nm

Raggi Gamma → 0,1 nm

L’unità di misura della lunghezza d’onda è il metro e i suoi sottomultipli; Il micrometro μm, corrisponde a un milionesimo di metro (1×10-6 m). Lo spessore dei fogli di alluminio per uso domestico è di 12 µm, mentre il diametro di un capello varia tra i 65 e i 78 µm. Il nanometro nm, corrisponde a un miliardesimo di metro (1×10-9 m), quindi 1000 volte meno del micrometro. Il nanometro viene usato nella misura di distanze su scala atomica e molecolare e per indicare la lunghezza d’onda della luce visibile e ultravioletta.. 

Lo Spettro del Visibile

Delle molte lunghezze d’onda esistenti, noi siamo in grado di vederne solo una piccolissima parte (da 390 a 760nm), la parte chiamata non a caso: 

Avevamo già visto che,  ad ogni lunghezza d’onda corrisponde solo una determinata frequenza e solo una determinata energia, adesso aggiungiamo che:

lunghezza d’onda e frequenza,  sono tra loro inversamente proporzionalimentre frequenza ed energia, sono proporzionali tra loro. Quindi:

le lunghezze d’onda basse, hanno alte frequenze e alte energie.
Alte lunghezze d’onda, hanno basse frequenze e bassa energia.

 

Per esempio, nei raggi gamma che presentano la minore lunghezza d’onda dell’intero spettro, i fotoni hanno la più alta frequenza, e trasportano grandi quantità di energia, tanto da essere pericolosi per l’uomo (danneggiano la struttura molecolare del DNA). Mentre l’energia associata alle lunghezze d’onda del Visibile, è molto più bassa, ma è la giusta energia per eccitare gli Elettroni di Valenza. Ci torneremo spesso su questi elettroni, perchè come vedremo saranno gli attori principali della chimica del colore.

Ora però, c’è un altro concetto che è necessario introdurre, e per fare questo ti ripropongo il nostro spettro del visibile, guardalo bene e dimmi, non ti sembra che manchi qualcosa? 

Eh si, è proprio così, nello spettro del visibile non ci sono ne il bianco ne il nero.

Ma perchè?

Per capirlo, prenderemo in prestito gli esperimenti del grande Isac Newton.

Isac Newton dimostrò che la Luce Bianca contiene e non è altro che la somma di tutte le lunghezze d’onda del visibile. Ci riuscì facendo passare un fascio di luce attraverso un  prisma di vetro.

Il vetro ha un maggiore indice di rifrazione rispetto all’aria, così la luce incidente, contenendo diverse lunghezze d’onda con diversi indici di rifrazione, passando attraverso il vetro si scompone nei 7 colori spettrali dai quali è formata. 

IMPORTANTE e da ricordare:

“in un fascio di luce bianca, ci sono TUTTE le onde elettromagnetiche dello spettro del visibile”cioè tutte quelle con una lunghezze d’onda  compresa tra 390 e 760 nanometri. 

E ancora più importante, la luce la vediamo bianca perchè quando tutte le lunghezze d’onda del Visibile arrivano contemporaneamente ai nostri occhiil nostro sistema visivo non essendo in grado di vederle singolarmente, le rielabora in quello che chiamiamo colore BIANCO, o luce Bianca.

Ora sei pronto a dare una risposta alla seguente domanda:

perchè vediamo un colore piuttosto che un altro?

Abbiamo visto e capito che il colore non esisterebbe se non ci fosse la luce, adesso cercheremo di capire perchè vediamo un colore piuttosto che un altro, partendo dal fatto che è proprio grazie al fatto che la luce contiene tutte le lunghezze d’onda del visibile che noi siamo in grado di percepire i diversi colori.

N.B. prima di proseguire, se non hai ben chiaro quali sono i fenomeni legati alla natura ondulatoria della luce cioè i fenomeni ottici, come la Rifrazione, Riflessione, sarebbe consigliabile farlo qui.

Torniamo a noi e, scopriamo un’altra importante verità:

noi siamo in grado di vedere i vari colori che ci circondano, unicamente perché essi riflettono almeno una parte della luce che li colpisce.

In altre parole, un colore a seconda della sua struttura chimicaassorbe dalla luce bianca incidente alcune lunghezze d’onda λ , e ne riflette altre. Sono le lunghezze d’onda riflesse, cioè quelle che ritornano ai nostri occhi, che rielaboriamo come colore. 

Quando un fascio di luce colpisce un oggetto o un colore:

se non viene assorbita nessuna lunghezza d’onda e tutte vengono riflesse, cioè tornano verso i nostri occhi, l’oggetto ci appare BIANCO

Se al contrario, tutte le lunghezze d’onda vengono assorbite, quindi nessuna lunghezza d’onda torna verso i nostri occhi, l’oggetto ci appare NERO

Quando un oggetto o un colore assorbe le lunghezze d’onda significa che sta assorbendo energia, ecco perchè (in modo semplicistico) tutto ciò che è nero, sotto il sole si scalda molto di più rispetto a tutto ciò che è bianco.

Ma, quando un colore o un oggetto assorbe solo una parte delle lunghezze d’onda della luce e riflette l’altra parte, a seconda della composizione di questa parte riflessa che tornando ai nostri occhi, ci fa percepire un colore piuttosto che un altro.

se non viene assorbita nessuna lunghezza d’onda e tutte vengono riflesse, cioè tornano verso i nostri occhi, l’oggetto ci appare BIANCO

Se al contrario, tutte le lunghezze d’onda vengono assorbite, quindi nessuna lunghezza d’onda torna verso i nostri occhi, l’oggetto ci appare NERO

Quando un oggetto o un colore assorbe le lunghezze d’onda significa che sta assorbendo energia, ecco perchè (in modo semplicistico) tutto ciò che è nero, sotto il sole si scalda molto di più rispetto a tutto ciò che è bianco.

Ma, quando un colore o un oggetto assorbe solo una parte delle lunghezze d’onda della luce e riflette l’altra parte, a seconda della composizione di questa parte riflessa che tornando ai nostri occhi, ci fa percepire un colore piuttosto che un altro.

Nell’ambito del colore, quando parliamo di Assorbimento ed Emissione, non stiamo parlando di fenomeni fisici (come quello che avviene per esempio in una spugna), ma di fenomeni chimici dove entra in gioco l’energia trasportata dalla luce che interagisce con le molecole del colore. Approfondisci nell’articolo “la Chimica del Colore”.

ROBERTA LAMERA

ROBERTA LAMERA

Da oltre 25 anni lavoro con i colori alimentari e conosco le sfide legate alla colorazione in molteplici applicazioni. Problem Solving e soluzioni efficaci tramite l'utilizzo consapevole del colore.

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