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Luce

Definizione

Con il termine luce si indica l’effetto, sull’apparato visivo umano, di una stretta banda della radiazione a noi nota che prende, per l’appunto, il nome di banda del visibile.

Senza scendere nel dettaglio riguardo al secolare dibattito sulla sua natura fisica, infatti, in illuminotecnica la luce viene considerata come radiazione elettromagnetica e caratterizzata mediante lunghezza d’onda. È dimostrato che a ciascuna lunghezza d’onda visibile, ovvero a ciascuna radiazione visibile monocromatica, l’uomo associa una sensazione di colore. Alla percezione luminosa si associa dunque anche quella cromatica e inoltre, meno di una decina d’anni fa, è stato dimostrato che la luce non ha solo effetti visibili, ma attiva anche importanti meccanismi biologici e metabolici.

Generalità

I limiti della banda visibile non sono univocamente definibili perché, dato che all’effetto luminoso concorrono sia le proprietà della radiazione che quelle dell’apparato visivo umano, essi dipendono da quella che si può definire efficienza luminosa della radiazione monocromatica o, se si preferisce, efficacia visiva dell’uomo in funzione della lunghezza d’onda. Entrambe queste entità, a tutta prima non definibili come grandezze fisiche, sono fortemente influenzate dai livelli di illuminazione in gioco.

La visione, dunque, assume caratteristiche diverse secondo che avvenga in condizioni diurne (visione fotopica), crepuscolari (visione mesopica) o notturne (visione scotopica). Benché l’efficienza luminosa sia massima in visione scotopica, la piena percezione dei colori avviene solo in visione fotopica, e ad essa si fa tacitamente riferimento nell’illuminotecnica corrente.

All’interno della banda visibile, la capacità di trasformarsi in luce della radiazione non è costante: come avviene anche negli altri fenomeni psicofisici, la sensibilità umana è infatti massima nella zona centrale della banda e minima agli estremi. In visione fotopica, la massima efficienza luminosa corrisponde alla lunghezza d’onda di 555 nm (1 nanometro corrisponde a un miliardesimo di metro) cui viene associata la percezione del tipico colore giallo-verde (giallo citrino). Questo colore è quello che oggi si vede coprire le spalle delle divise di vigili e postini.

Via via che ci si allontana da questa lunghezza d’onda, l’efficienza luminosa monocromatica decade: in altri termini, occorre una potenza radiante sempre maggiore per ottenere la stessa quantità di luce. Agli estremi della banda visibile, che in visione fotopica va da 380 nm (indaco o violetto) a 780 nm (rosso), l’efficienza luminosa monocromatica si annulla. La frazione di radiazione che si trasforma in luce viene descritta dal cosiddetto fattore di visibilità. Esso è massimo e pari all’unità a 555 nm, nullo a 380 e 780 nm.

Nonostante fin qui si sia parlato di radiazioni monocromatiche, la luce che percepiamo ha, nella gran parte dei casi, uno spettro esteso a più lunghezze d’onda, e si fa allora valere la sovrapposizione degli effetti. Come conseguenza, la distribuzione spettrale determina sia le qualità fotometriche della luce (ovvero l’efficienza luminosa complessiva della sorgente) sia le sue qualità cromatiche (ovvero il colore che complessivamente viene percepito). Il fatto che la luce possieda un proprio colore, che andrà a interagire con il colore delle superfici illuminate, è uno dei più importanti e misconosciuti concetti dell’illuminotecnica.

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