I colori della luce

Vi siete mai chiesti se tutte le persone vedono i colori nello stesso modo? Come facciamo a sapere se stiamo usando gli occhi nel modo giusto? Qual è il ruolo della luce  nella nostra vita e cosa succede ai colori se cambia l’illuminazione?

Proviamo a rispondere a queste domande e a capire come raccontare ai bambini i segreti della luce.

L’obiettivo del percorso dedicato alla luce è scoprire il legame tra luce e colori.

Gli esperimenti ci serviranno ad identificare le differenze tra luce naturale e luce artificiale, a conoscere la diversa percezione dei colori tra esseri umani e animali e a capire come gli occhi riescano a farci vedere i colori.

Iniziamo con il chiedere ai nostri piccoli visitatori:

A cosa servono i nostri occhi?

Cosa succede se li chiudiamo?

Domandiamo ai bambini di chiudere gli occhi e raccontarci cosa succede. L’obiettivo è far capire che  noi vediamo tutto ciò che ci circonda, e soprattutto i colori, grazie alla luce .

Concentriamoci su quella più importante di tutte: il Sole.

Di che colore è la luce? I bambini di solito disegnano il Sole con il colore giallo, quindi la risposta più comune a questa domanda è: gialla!

Proviamo a verificare questa risposta facendo un esperimento. Per svolgere questa attività abbiamo bisogno di prendere degli oggetti di colore giallo e arancione. Consegniamone uno ad ogni bambino (distribuiamoli in modo da alternare i due colori). Quando tutti i partecipanti avranno una oggetto chiediamo di guardarne attentamente il colore. Accendiamo una lampada di colore giallo (noi in laboratorio usiamo una lampada al sodio). La stanza diventerà tutta gialla e la nostra capacità di vedere i colori sarà alterata dalla forte presenza di luce colorata. Tutti gli oggetti (anche quelli arancioni) ci sembreranno gialli. Anche i colori dei vestiti e gli arredi nella stanza ci sembreranno diversi.

Cosa è successo?

La luce del Sole non può essere gialla: il giallo coprirebbe molti colori e non riusciremmo più a vederli in modo corretto.

Quindi di che colore è davvero la luce del Sole?

Per svolgere la prossima attività abbiamo bisogno di un prisma o di occhiali come questi:

O useremo un prisma come quello nella foto:

Rifrazione della luce

Per svelare il vero colore della luce, useremo un prisma o indosseremo gli occhiali speciali che ci aiuteranno a osservare la luce con occhi diversi. Distribuiamo gli occhiali, facciamoli indossare e invitiamo i bambini a guardare la luce diffusa sul soffitto del laboratorio.  La luce, è formata da tutti i colori, gli occhiali la scompongono e ci fanno vedere i colori dell’arcobaleno.

Se un colore diventa dominante copre in parte anche gli altri, così da non farci più vedere i colori dell’arcobaleno. Teniamo gli occhialini e usiamo i faretti RGB.

Cos' è il sistema RGB?

Il modello RGB si basa su tre colori primari: il rosso, il verde e il blu, da cui appunto l’acronimo inglese RGB (Red-Green-Blue). L’RGB è un modello additivo: unendo i tre colori primari si ottiene il bianco, poiché tutta la luce viene riflessa. Il modello RGB viene utilizzato per le immagini visualizzate unicamente su un monitor, una TV, uno smartphone o qualsiasi altra sorgente luminosa per la quale valga il modello additivo della luce.

Sintesi additiva

Usiamo i faretti RGB per parlare di sintesi additiva e vedere le ombre colorate. Red, green e blue sono i colori primari della luce. Se proiettiamo le luci colorate sulla parete usando dei faretti, scopriamo che sovrapponendoli otteniamo la luce bianca. Se frapponiamo un oggetto o una persona tra le luci e la parete, vedremo la sua ombra e faremo una fantastica scoperta: le ombre colorate. I bambini giocheranno con le ombre colorate e scopriranno la differenza tra colori primari e colori complementari. Se invece lavoriamo con i  pigmenti otteniamo la sintesi sottrattiva.

Cos' è la sintesi sottrattiva?

Con sintesi sottrattiva ci riferiamo ai colori primari dei pigmenti che sono la caratteristica primaria della materia. I colori principali della sintesi sottrattiva sono ciano, magenta, giallo (CMY) e con la somma dei tre si ottiene il nero (K). Ogni materia da noi conosciuta, ogni superficie, ogni oggetto, assorbono in maniera selettiva solo alcune lunghezze d’onda della luce e a sua volta ne riflette altre. Per quanto riguarda la sintesi sottrattiva quindi, il colore percepito dall' occhio umano è determinato dai colori sottratti dalla luce bianca.

Il risultato della totale sottrazione dei colori al pigmento quindi va a creare il nero.

Esperimento con la Sintesi sottrattiva CMYK

Prendiamo delle lavagne luminose. Distribuiamo delle palette colorate, degli oggetti semitrasparenti o dei pezzettini di carta da lucido di diversi colori.

L’obiettivo è sovrapporre gli oggetti su una base luminosa per osservare cosa succede ai colori. Con la sintesi sottrattiva, togliamo luce e facciamo una sottrazione. La sovrapposizione di tutti i colori forma il nero.

Parlando di vista e luce possiamo fare anche un confronto con la vista degli esseri umani e la vista di animali e insetti. I gatti hanno delle pupille molto dilatate, quindi al buio riescono a catturare molta più luce degli esseri umani. Proponiamo un gioco/esperimento e facciamo provare ai bambini la sensazione di vedere con il buio. Prendiamo un evidenziatore fluorescente, facciamo un segno sulla mano o sul naso di ogni partecipante e accendiamo la lampada di Wood.

Cosa è la lampada di Wood?

Per lampada di Wood (dal nome dello scienziato statunitense Robert Williams Wood) o luce nera si intende una sorgente luminosa che emette radiazioni elettromagnetiche prevalentemente nella gamma degli ultravioletti e, in misura trascurabile, nel campo della luce visibile. In molti campi la lampada di Wood è anche detta semplicemente "lampada UV" (è possibile acquistare facilmente una Wood per svolgere gli esperimenti, ne esistono anche delle versioni in forma di torcia). Quando tutto è pronto spegniamo le luci e accendiamo la lampada UV: la stanza rimane al buio ma rende luminosi i segni fatti con l’evidenziatore. Questa simulazione ci permette di provare i super poteri dei gatti.

Visori da mosche

Molti insetti hanno una vista speciale. Prendiamo come esempio la mosca. Chiediamo ai bambini di trasformarsi in piccole mosche per capire se ci son differenze con la vista degli esserei umani.

Consegniamo ad ogni bambino un visore che scompone la vista in tanti piccoli riquadri come quello nella foto.

Domandiamo loro di guardarsi attorno. Le mosche vedono in modo differente dagli esseri umani. L’immagine sembra scomposta in tanti piccoli segmenti: per i bambini sarà difficile percepire le immagini e muoversi nello spazio, mentre le mosche nella realtà riescono a vedere molto bene.