Le frequenze del colore: questione di ritmo

di Fabio Morelli

Quando guardi una mela rossa, il tuo occhio sta captando un’onda elettromagnetica.

Il colore è la sensazione che il cervello associa alla sua frequenza, cioè al numero di oscillazioni al secondo.

La luce visibile occupa una striscia minuscola dello spettro elettromagnetico. Si va da circa 400 THz (400 mila miliardi di oscillazioni al secondo) per il rosso, a circa 790 THz per il violetto. In termini di lunghezza d’onda, si passa da circa 750 nanometri del rosso a circa 380 del violetto. Le due grandezze sono legate dalla formula velocità della luce = lunghezza d’onda × frequenza: più l’onda è corta, più la frequenza è alta.

Il nostro occhio ha due tipi di sensori. I bastoncelli (circa 120 milioni) lavorano con poca luce ma non distinguono i colori.

I coni (circa 6 milioni) sono di tre tipi, sensibili più o meno al rosso, al verde e al blu. Il cervello confronta i loro segnali e “calcola” il colore, un po’ come un pittore che mescola tre tubetti.

Il rosa non esiste nello spettro. Non c’è nessuna frequenza “rosa” né “magenta”: è un colore che il cervello inventa quando riceve insieme segnali di rosso e di blu, senza il verde nel mezzo. Un colore, in un certo senso, fatto di pura immaginazione.

I colori della luce

La luce visibile è solo un pezzetto di una scala molto più grande. Se la allarghiamo, ci accorgiamo di essere immersi nelle frequenze dalla mattina alla sera:

Il cielo blu: la luce solare contiene tutti i colori, ma le frequenze più alte (blu) vengono diffuse dall’atmosfera molto più delle basse. Per questo il cielo è azzurro e, al tramonto, quando la luce attraversa più atmosfera, restano rosso e arancio;

Il semaforo: il rosso è il colore con la lunghezza d’onda più grande, quindi si disperde meno nella nebbia e nella foschia: si vede da più lontano. Non è un caso che sia il colore dello “stop”;

Schermi e stampanti: il telefono mescola luce rossa, verde e blu (sistema RGB). La stampante usa invece inchiostri che assorbono la luce (ciano, magenta, giallo e nero, il sistema CMYK). Per questo i colori sullo schermo non sono mai identici a quelli sulla carta;

Il telecomando della TV: emette luce infrarossa, appena sotto il rosso, che i nostri occhi non vedono. Puoi scoprirla con la fotocamera del telefono: puntandola sul telecomando e premendo un tasto, vedrai un lampo violaceo;

Wi-Fi e forno a microonde.: lavorano entrambi attorno ai 2,4 GHz: sono “cugini” del colore, ma con frequenze centomila volte più basse;

La radio: la FM trasmette tra circa 88 e 108 MHz. Tecnicamente sintonizzarsi su una stazione e vedere il rosso di un tramonto sono la stessa cosa: onde elettromagnetiche a frequenze diverse;

Abbronzatura e radiografie: oltre il violetto ci sono gli ultravioletti, che scottano la pelle (ecco perché esistono le creme solari), e ancora più su i raggi X, che attraversano il corpo e permettono di fotografare le ossa.

CURIOSITÀ

Il colore dell’abito lo fa la luce!

Nel 2015 una foto di un abito fece il giro del mondo: c’era chi lo vedeva blu e nero, chi bianco e oro. Il cervello deve indovinare di che colore è la luce che illumina la scena, e persone diverse “correggono” in modo diverso. Stessa luce, stessa foto, due realtà.

Il campione dei colori

Il canocchiale di mare (Odontodactylus scyllarus), un crostaceo variopinto, ha 12-16 tipi di fotorecettori contro i nostri 3. Eppure, sorprendentemente, sembra distinguere i colori peggio di noi: probabilmente il suo sistema è un “lettore rapido” che riconosce le frequenze senza elaborarle troppo.

Lo scienziato con la tunica scarlatta

John Dalton, il chimico inglese che propose la teoria atomica, era daltonico, e fu proprio lui a descrivere per primo il disturbo, che da lui prende il nome. La leggenda racconta che, quacchero e amante dei colori sobri, ricevette l’onorificenza dell’Università di Oxford indossando la toga scarlatta: lui la vedeva di un tranquillo grigio-verde, perfetta per la sua morigeratezza! E volle che dopo la morte i suoi occhi fossero esaminati: nel 1990 un’analisi del DNA confermò la sua ipotesi su cosa gli mancasse.

Super-vedenti

Le api vedono gli ultravioletti: molti fiori che a noi sembrano di un solo colore, per loro hanno “piste di atterraggio” disegnate verso il nettare. Alcuni serpenti, invece, percepiscono l’infrarosso, cioè il calore delle prede.

1666: Newton e il prisma

Isaac Newton fece passare un raggio di sole attraverso un prisma e ottenne un arcobaleno. Poi fece passare quei colori attraverso un secondo prisma e dimostrò che la luce bianca si ricomponeva: il colore non era “colpa” del vetro, era già nella luce. Gli arcobaleni li divise in sette, ma non per ragioni ottiche: a quanto si racconta, voleva richiamare le sette note musicali. Per far tornare il conto, aggiunse l’indaco, che oggi quasi nessuno riesce a distinguere davvero.

1800: la luce invisibile

L’astronomo William Herschel misurava la temperatura dei diversi colori dello spettro con un termometro. Scoprì che oltre il rosso, dove non si vedeva nulla, la temperatura saliva ancora: aveva scoperto l’infrarosso. L’anno seguente Johann Ritter, studiando l’annerimento del cloruro d’argento, scoprì al lato opposto l’ultravioletto.

1865-1887: la teoria dell’unità

James Clerk Maxwell capì che la luce è un’onda elettromagnetica; vent’anni dopo Heinrich Hertz produsse in laboratorio le onde radio, confermando che luce e radio sono la stessa cosa con “volumi” diversi. Quando gli chiesero a cosa servissero, Hertz rispose, pare, che non servivano a nulla. Oggi vi si appoggiano telefoni, radio, TV e Wi-Fi.

1856: il colore per sbaglio

Il diciottenne William Perkin cercava di sintetizzare il chinino, la medicina contro la malaria, e ottenne invece una poltiglia color porpora: la malva, il primo colorante sintetico della storia. Fino ad allora il viola era riservato ai ricchi, perché si estraeva da molluschi rari. Di colpo anche le sarte potevano permetterselo.

Il blu più prezioso dell’oro

Nel Rinascimento il blu oltremare si ricavava dal lapislazzuli, importato dall’Afghanistan, e costava quanto l’oro. Per questo nei dipinti sacri era riservato al manto della Madonna: era il colore più prezioso che un pittore potesse offrire.

Ogni volta che guardi un tramonto, sbirci uno schermo o cambi canale con il telecomando, stai usando frequenze diverse della stessa “tastiera” cosmica. Il colore, alla fine, è questo: un modo che il cervello ha trovato per dare un nome alle vibrazioni della luce.