1.5 Interazione luce e materia

Si definiscono corpi autoluminosi, quei corpi che emettono luce autonomamente.

Gli altri corpi sono quelli che possono essere visti solo se illuminati.

I corpi non autoluminosi si dividono in:

Opachi: quei corpi che non lasciano passare la luce quando una luce incide sulla loro

superficie.

Trasparenti:quei corpi che la lasciano passare luce senza diffonderla quando incide sulla

loro superficie.

Translucidi: quei corpi che lasciano passare la luce diffondendola quando incide sulla loro

superficie.

L’interazione tra luce e materia può causare i seguenti fenomeni:

cambiamento nella direzione, nella riflessione e nella rifrazione,assorbimento della

radiazione e fluorescenza.

Per la legge di conservazione dell’energia, la somma dell’energia luminosa per le parti

riflesse, trasmesse e assorbite è uguale all’energia originale.

L’assorbimento avviene nelle sostanze coloranti, che si classificano in:

Coloranti: sono sostanze che non diffondono la luce in quanto sono applicate in soluzione;

Pigmenti: sono sostanze che diffondono la luce in quanto sono applicate in dispersione.

Quando un fascio di luce interagisce su una superficie possono avvenire due fenomeni

differenti:

Riflessione, e Rifrazione.

Si ha riflessione di luce quando la luce che incide su una superficie che separa due mezzi

con indice di diffrazione diversi, il fascio incidente verrà riflesso nello stesso mezzo da cui

proviene.

Si ha una Riflessione detta speculare o regolare quando la superficie incidente è liscia

come uno specchio o un vetro.

Si ha una Riflessione diffusa quando la superficie è opaca o mattata.

I fenomeno della Rifrazione si osserva quando un fascio di luce che incide su una

superficie che separa due mezzi con indice di diffrazione diversi, il fascio incidente

attraverserà il mezzo subendo una deviazione.

I 2 fenomeni sono regolati dalle leggi di Snell e di Fresnel:

Le leggi di Snell riguardano gli aspetti geometrici.

Le leggi di Fresnell riguardano gli aspetti energetici.

1° legge Snell: la direzione del fascio incidente, di riflessione e di rifrazione giacciono su

un piano normale alla superficie di separazione dei mezzi detto piano di incidenza.

2° legge di Snell: l’angolo della luce incidente è uguale a l’angolo della luce riflessa.

3° legge di Snell: il rapporto del coseno tra l’angolo della luce rifratta e quella incidente è

costante.

Quando una luce passa da un mezzo con un indice di rifrazione minore a uno con indice di

rifrazione maggiore l’angolo della luce rifratta è minore di quella incidente. (esempio aria -

vetro).

Quando una luce passa da un mezzo con un indice di rifrazione maggiore a uno con indice

di rifrazione minore, l’angolo della luce rifratta è maggiore di quella incidente. (esempio

vetro-aria).

Le leggi di Fresnel riguardano gli aspetti energetici e cioè il rapporto tra il flusso (l’energia

nel tempo) tra la luce riflessa o rifratta e la luce incidente.

Tutte le superfici dei materiali hanno una particolare scabrezza detta anche goffratura o

tessitura il quale viene misurata dalla lucidezza superficiale o gloss.

Lo strumento che misura la lucidezza delle superficie dei materiali si chiama glossmetro e

misura il rapporto tra la riflessione del materiale in oggetto e quella di una superficie di

riferimento che solitamente è una piastrella nera di vetro che misura secondo differenti

angoli di riflessione: 20, 60, 85 °.

Si misurano:

a 20° solo le superfici lucide tipo quelle verniciate,

a 60° quasi tutte le superfici,

a 85° solo le superfici opache.

1.4 Gli illuminanti

La CIE (Commissione Internazionale dell’Illuminazione) ha introdotto una

standardizzazione distinguendo le illuminanti dalle sorgenti.

L’illuminante A si basa sulla più comune sorgente di luce artificiale che è la lampada ad

incandescenza a filo di tungsteno.

La distribuzione spettrale dell’ Illuminante A corrisponde a quella emessa da un corpo nero

alla temperatura di circa 2856 K.

L’illuminante D (D sta per DayLight) corrisponde alla luce del giorno.

Nell’illuminante D50 le prime 2 cifre indicano la temperatura di colore e cioè indicano la

temperatura di colore di 5000 K.

L’illuminante D65 indica la temperatura di colore di 6500 K cioè la luce che viene emessa

nel cielo coperto a mezzogiorno nel nord Europa.

L’illuminanti F (che va da F1 a F12) è l’illuminante fluorescente.

Esiste una illuminante E detta Equienergetica che è quella che ha la stessa potenza per

tutta la lunghezza d’onda dello spettro del visibile.

Questa è una illuminante teorica e viene usata nei calcoli colorimetrici.

1.3 Le sorgenti di luce

La luce può essere prodotta attraverso metodi differenti:

Incandescenza: elevando la temperatura di un corpo nero oltre i 1000 K.

Scarica dei gas: facendo passare una corrente elettrica in un gas.

Fotoluminescenza: quando la radiazione che viene assorbita da alcune sostanze viene

rimessa ad una lunghezza d’onda diversa.

Fluorescenza: è un caso di fotoluminescenza in cui l’emissione radioattiva cessa al

terminare dell’eccitazione.

Fosforescenza: è un caso di fotoluminescenza in cui l’emissione radioattiva continua anche

per un periodo molto lungo al terminare dell’eccitazione.

I metodi più comune per la produzione di luce sono l’incandescenza del sole, le lampade al

tungsteno, le lampade alogene e le lampade a scarica di vapori di sodio.

La luce ottimale per la visione umana è quella prodotta da un corpo incandescente.

L’incandescenza si ottiene scaldando un corpo oltre la temperatura di 1000 K.

In un corpo nero che è viene definito come un oggetto ideale è il colore di un corpo che

dipende solo dalla temperatura che gli viene fornita.

La temperatura che genera la distribuzione del colore è detta temperatura di colore.

1.2 Lo spettro del visibile

Lo spettro visibile è quella parte dello spettro elettromagnetico comprese tra i raggi IR e

raggi UV che cade tra il rosso e il violetto includendo tutti i colori percepibili dall'occhio

umano. La lunghezza

d'onda della luce visibile va indicativamente dai 380 ai 720 nm. Il

colore che si estende nella parte della lunghezza d’onda compresa tra circa i 450 e i 490

nm si chiama blu, quelle fra i 490 e i 560 nm corrispondono al verde, nella piccola zona tra

i 560 e i 590 nm si trova il giallo e nella fascia fra i 590 e i 780 nm si passa dall’ arancio al

rosso più vivo. Lo spettro del visibile

non contiene come si può pensare tutti i colori che l'occhio e il cervello possono

distinguere: ad esempio il marrone, il rosa, il magenta, sono assenti, in quanto si ottengono

dalla sovrapposizione di diverse lunghezze d'onda.

1.1 L’aspetto esteriore del prodotto

L’aspetto di un prodotto è un attributo molto importante perché costituisce il messaggio fondamentale della sensazione visiva dell’oggetto.
L’aspetto di un prodotto è costituito dal colore, dalla luminosità, dalla forma, dalla “trama”
della superficie e dalla copertura o dalla trasparenza.
La descrizione di un colore può avvenire mediante tre informazioni che possono essere
rappresentate su uno spazio tridimensionale.
1. la tinta (HUE)
2. la saturazione o purezza (CHROMA)
3. il chiarore o luminosità (LIGHTNESS)
La tinta è l’attributo della sensazione visiva che ispira il nome dei colori come blu, verde,
giallo, rosso ecc….
In uno spazio tridimensionale la variazioni di tinta può essere schematizzata con un
cerchio, detto cerchio cromatico.
La saturazione o purezza è un attributo del colore che consente di valutare la cromaticità
determinando il carattere più o meno colorato di una superficie di un oggetto in contrasto
con il bianco. La sua variazione è lineare e si estende tra il punto della neutralità e il punto
del colore puro ed è indipendente della tinta.
Il chiarore (detto anche luminosità) è l’attributo del colore che determina il carattere più o
meno chiaro della superficie di un oggetto. La sua variazione è lineare ed è indipendente
dalla tinta e dalla saturazione.
Ogni colore viene individuato da questi tre attributi.