Domanda: come si comportano i corpi nei confronti della luce?

Risposta: osserviamo nell'esperienza quotidiana che vi sono corpi che non lasciano passare né luce, né colori, né forme: corpi opachi.

Vi sono corpi che lasciano passare la luce ma le forme e i colori sono ben distinti: corpi traslucidi (vetro smerigliato, carta oleata, particolari tipi di plastica).

Infine ci sono corpi che lasciano passare la luce, le forme e i colori e si definiscono: corpi trasparenti (vetri...).

Risposta: effettuiamo delle prove con vetri o plexiglas colorati (rossi, verdi e gialli). Osserviamo dei disegni illuminati con luce proveniente da una torcia schermata con tali filtri colorati. I colori appaiono modificati: ad esempio alcuni colori diventano quasi neri, il bianco e il giallo in presenza di luce rossa appaiono rossi il particolare del disegno colorato in rosso sembra scomparire. Approfondiremo questo comportamento dei corpi colorati.

Domanda: ma allora com'è composta la luce bianca?

Risposta: avendo a disposizione un oggetto particolare nella cassetta di ottica che si chiama prisma ottico o prisma di Newton effettuiamo, con esso, alcune prove in una giornata di sole.

Predisponiamo come nell'illustrazione grafica che riguarda l'apparecchiatura (tale esperimento è noto come esperimento di Newton).

La luce bianca si scompone in diversi colori fra i quali siamo in grado di individuare il rosso, l'arancio, il giallo, verde, blu e il violetto.

Non nettamente diversi ma sfumati l'uno nell'altro (i sette colori di Newton o dell'arcobaleno comprendono anche l'indaco, e sono comunque arbitrari).

interponendo un filtro rosso sullo schermo osserviamo la fascia del rosso, dell'arancio e del giallo, mentre scompare la fascia verde, blu, violetto. Il contrario avviene con il filtro blu, quindi possiamo concludere che un corpo trasparente colorato lascia passare la radiazione colorata del suo stesso colore e trattiene o assorbe tutte le altre.

Risposta: effettuando delle prove con cartoncini colorati dei seguenti colori: rosso, verde, giallo, blu, nero e bianco illuminati da luce bianca siamo in grado di osservare la luce che viene diffusa da questi corpi, raccogliendola su un cartoncino bianco opportunamente inclinato che funziona da schermo (Figura).

Il foglio rosso diffonde solo luce rossa e il blu solo blu... il foglio bianco diffonde solo luce bianca e il foglio nero non diffonde luce.

Evidentemente ciascun corpo opaco colorato diffonde luce solo del suo colore e assorbe tutte le altre radiazioni (il corpo dovrebbe anche scaldarsi perché assorbe energia).

Domanda: come appariranno i colori illuminati non più dalla luce solare ma da radiazioni monocromatiche?

Risposta: le prove che abbiamo effettuato prevedono di schermare una lampada con plexiglas rosso, blu, giallo e con essa illuminare vari cartoncini colorati.

I risultati di queste osservazioni sono riportati nella tabella allegata.

Le conclusioni non sono semplici: i corpi esercitano un'azione selettiva sulla luce che ricevono, assorbendo alcune radiazioni e diffondendone altre (es. il cartoncino rosso, capace di diffondere solo radiazioni rosse, se illuminato con luce verde le assorbe tutte e non appare più rosso).

Domanda: se componiamo radiazioni di diversi colori cosa succederà?

Prerequisiti della classe: noi sappiamo dall'educazione artistica che ci sono dei colori semplici come il rosso magenta, il giallo, il blu ciano, che mescolati a due a due, danno i colori secondari, vale a dire arancio, verde e viola. 

Ma ciò che noi conosciamo è riferito ai pigmenti.

Ma che cosa avviene se invio radiazioni con due lampadine schermate con filtri, uno rosso e uno verde? (Figura)

Risposta: i risultati sono sorprendenti, otteniamo luce giallognola dalla sovrapposizione del cerchio di luce rossa con il cerchio di luce verde.

Si tratta quindi di radiazioni complementari dello spettro solare perché, insieme, danno luce gialla. A conferma delle nostre conclusioni osserviamo anche il disco di Newton che ruotando velocemente, per la permanenza delle immagini sulla retina, ci fa percepire luce bianca. Il fenomeno è indicato come sintesi additiva.