Laura Bellia » 1.La natura della luce e le sue caratteristiche fisiche

Che cosa è la luce?

Il concetto di luce coinvolge immediatamente il concetto del meccanismo della visione e della percezione del mondo che ci circonda. La luce è una grandezza particolare poiché la sua definizione e la sua misura dipendono non solo da quantità fisiche oggettive, ma anche dal sistema visivo dell’essere umano.

Per luce si intendono le radiazioni elettromagnetiche in grado di stimolare la retina dell’occhio umano, producendo la sensazione visiva.

Natura della luce

Le radiazioni elettromagnetiche costituiscono un fenomeno ondulatorio di propagazione di energia che si manifesta con un campo elettrico ed un campo magnetico, oscillanti in piani ortogonali tra loro.

Le caratteristiche di tali radiazioni variano in funzione del valore assunto dalle proprietà tipiche delle onde.

La velocità di propagazione nel vuoto è costante ed è detta “velocità della luce” ed indicata con la lettera c.

Il campo del visibile

La lunghezza d’onda e la frequenza sono inversamente proporzionali. Al variare della frequenza, ossia della lunghezza d’onda, le radiazioni elettromagnetiche presentano caratteristiche differenti. Solo le radiazioni da lunghezza d’onda compresa nell’intervallo tra 380nm e 760nm stimolano la retina; tale intervallo è detto campo del visibile.

Spettri di emissione

Un corpo appare visibile o per emissione di radiazioni proprie o per riflessione o trasmissione di luce irraggiata da altri corpi. L’emissione di radiazioni proprie può avvenire per eccitazione termica o elettrica, fluorescenza, elettroluminescenza o luminescenza chimica. La maggior parte delle sorgenti di luce forniscono radiazioni anche negli adiacenti campi dell’ultravioletto e dell’infrarosso.

Sorgenti di luce

I corpi che emettono radiazioni proprie sono detti sorgenti primarie ed a loro volta si distinguono in sorgenti artificiali e naturali. I corpi che trasmettono o riflettono radiazioni provenienti da altri corpi sono detti sorgenti secondarie.

Come si esprime la luce

Nomenclatura essenziale

Si definisce flusso luminoso, e si indica con Φ_v, la radiazione visibile emessa da una sorgente o ricevuta da una superficie, per unità di tempo. Nel SI si esprime in lumen (lm). Il flusso luminoso è l’analogo della potenza energetica, o flusso energetico Φ_e, che si esprime in watt [W].

La quantità di luce Q_v è pari al flusso luminoso integrato nel tempo e si esprime in lm⋅s.

Il legame tra lumen e watt, come si vedrà nei successivi capitoli, dipende dalla composizione spettrale della radiazione luminosa e dalla sensibilità dell’occhio umano alle diverse lunghezze d’onda.