Dal punto di vista scientifico, ed in particolar modo da quello fisico, il colore può essere analizzato in base al suo spettro d'emissione e ad il suo comportamento con la luce.
Il colore si caratterizza per le seguenti tre qualità:
• Tono o Tinta: è legato alla presenza di una lunghezza d'onda dominante dello spettro di emissione; questa individua il colore fondamentale con cui viene visto un oggetto illuminato.
Se una luce è caratterizzata da una distribuzione spettrale in cui non sia possibile identificare una lunghezza d’onda dominante, essa sarà definita di colore grigio.
Se una luce è caratterizzata da una distribuzione spettrale in cui non sia possibile identificare una lunghezza d’onda dominante, essa sarà definita di colore grigio.
• Purezza o Saturazione: è la vivacità del colore, legata al rapporto tra il contenuto energetico di una luce in corrispondenza della lunghezza d’onda dominante e quello relativo alle rimanenti lunghezze d’onda dello spettro di emissione.
La purezza massima corrisponde all’emissione di una luce monocromatica, mentre la purezza minima corrisponde al grigio.
• Luminosità: è il parametro legato al contenuto energetico globale della luce considerata all’interno dello spettro di emissione. Maggiore è l’energia emessa, maggiore è la luminosità del colore considerato e maggiore risulterà la chiarezza con cui questo verrà percepito.
Il bianco, il nero ed il grigio sono colori che non possono essere tra loro distinti dal punto di vista cromatico per ciò che concerne gli aspetti di tinta e saturazione; sono infatti tutti e tre caratterizzati dallo stesso tipo di curva di emissione spettrale. L’unica caratteristica che li distingue dal punto di vista cromatico è l’intensità, cioè la quantità di energia globalmente emessa.
Il bianco ha luminosità massima, il nero ha luminosità nulla, il grigio ha una luminosità intermedia tra quelle del bianco e del nero.
Nelle applicazioni tecniche per la maggioranza dei casi i corpi non sono neri, ma molti di essi possono essere assimilabili a corpi grigi.
Il valore di assorbimento per tali corpi non vale 1 come per i corpi neri, ma è inferiore, compreso fra 0 ed 1, e costante per ogni valore di lunghezza d’onda, a differenza dei corpi colorati.
Per tali motivi è possibile affermare che il corpo grigio è un corpo nero che ha un valore di assorbimento e di emissione inferiore, ma costante al variare della frequenza.
Il comportamento di un corpo grigio è riconducibile a quello di un corpo nero semplicemente moltiplicando il valore ottenuto per l’emissività monocromatica, il cui grafico è mostrato in seguito:
Emissività monocromatica per corpi differenti
È possibile anche utilizzare l’emissività integrale al posto dell’emissività monocromatica, poiché per il corpo grigio essa è costante per ogni lunghezza d’onda.
Per il corpo grigio la legge di Stefan – Boltzmann diventa:
In tale modo il valore di potere emissivo integrale è inferiore a quella del corpo nero.
Fonti:
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