Cos'è la luce?

La luce visibile, proveniente dal sole  verrà da noi considerata una miscela di radiazioni elettromagnetiche tra i  400 e 700 nanometri (miliardesimi di metro). La distribuzione delle intensità luminose corrisponde a quella della radiazione emessa da un corpo alla temperatura superficiale di circa 6000 gradi centigradi. Questa radiazione si propaga anche nel vuoto e in prima approssimazione a livello macroscopico  possiamo pensare essere costituito da radiazioni luminose che si propagano in linea retta.  Quando la luce giunge sulla superficie di un corpo possono verificarsi tre casi:

1. viene assorbita (e si trasforma in energia termica)
2. si riflette senza cambiamento di frequenza
3. si riflette con cambiamento di frequenza (ad esempio nel caso della luminescenza).

Chiameremo sorgenti ogni oggetto in grado di emettere radiazioni luminose. ( Sole, Fiamme, lampadine accese, ...).

Chiameremo corpi opachi tutti gli oggetti che sono visibili solo se sono in grado di riflettere la luce proveniente da una sorgente luminosa.

Lo spettro della luce visibile

La frequenza è espressa in Hz ( n = c/l ) dell'ordine del 10 ¹⁶ Hz

Il colore è un fenomeno psico-fisico legato alla luce. Il colore senza luce non esiste; basti pensare che nell'oscurità profonda ciò che si intravede è privo di colori.
Il colore esiste in funzione della percezione che di esso abbiamo attraverso l'occhio e il cervello (a parte i ciechi, neppure i daltonici percepiscono correttamente i colori).

Inoltre la percezione dei colori dipende dalla composizione spettrale della luce e dalla qualità del materiale illuminato.

Per capire il colore possiamo fare il parallelo col mondo dei suoni, assai più familiare; un tamburo emette note meno acute di un violino, perch´ la frequenza delle vibrazioni sonore del tamburo è inferiore a quelle del violino.

COLORI E LUNGHEZZE D'ONDA
La figura schematizza la corrispondenza tra i diversi colori e le rispettive lunghezze d'onda. L'unità di misura di queste ultime è l'Angstrom (A).
A sinistra si ha la zona dei raggi ultravioletti, a destra quella degli infrarossi.

La luce bianca è il risultato della mescolanza di tutte le altre tonalità di colore, presenti in proporzioni uguali. Pertanto si parla di "spettro" di colori, ossia dell'insieme di tutti i colori possibili; esempi di spettri colorati sono costituiti dall'arcobaleno o dal fascio di luce scomposta da un prisma trasparente.

Le superfici colpite dai raggi luminosi si comportano in modi diversi, a seconda che li riflettano o li assorbano in maggiore o minore misura. Nella pratica, tutti i corpi assorbono la luce, a causa della rugosità della superficie.

Riflessione e diffusione

I corpi perfettamente levigati (come gli specchi) riflettono la luce secondo le leggi della riflessione geometrica, dove l'angolo del raggio riflesso è uguale a quello del raggio incidente.

I corpi non perfettamente levigati, invece, riflettono in tutte le direzioni la luce che li colpisce, provocando una diffusione; anche i mezzi trasparenti provocano la diffusione della luce, come avviene nel cielo.

LUCE DIFFUSA

Le superfici reali sono tutte più o meno ruvide, quindi la luce incidente viene riflessa in più direzioni, provocandone la diffusione.