Spettro elettromagnetico visibile

[d@vid]

http://img508.imageshack.us/img508/4426/visiblespectrumsv5.jpg (http://imageshack.us)

ho un dubbio che mi attanaglia, spero che possiate aiutarmi a scioglierlo

premessa: un'immagine a colori, come sapete, è data dalla combinazione di tre immagini ciascuna in uno dei tre colori fondamentali Red, Green, Blue.
Sullo stesso pirncipio, mi par di capire, si basa la visione umana: nell'occhio ci sono delle cellule di tre tipi, sensibili ciascuna alla radiazione e.m. di una specifica lunghezza d'onda: quella del rosso, del verde e del giallo I tre colori che noi percepiamo con l'occhio sono delle onde e.m. a banda stretta, tali da poter esser completamente caratterizzate da una radiaz e.m. di lunghezza d'onda pari alla lunghezza d'onda del centro banda (infatti si dice che il colore rosso ha una certa - ben definita - lunghezza d'onda, ecc...)

arcano: assodato ciò, il processo che dalla percezione di tre radiazioni e.m. con collocazione ben precisa rispetto allo spettro elettromagnetico (direi quasi tre "impulsi" in corrispondenza di tre lunghezze d'onda distinte) riesce a fornire un'immagine a colori è o no un processo di "estrapolazione": dato che nell'immagine a colori, comparirà per es anche il colore giallo, che (lo si vd dall'immagine su) è anch'esso una radiazione e.m. ma di lunghezza d'onda differente da quella del rosso, del verde e del blu!
e, di conseguenza, è logico attendersi un tale comportamento (la creazione di un "oggetto" con uno spettro continuo nel campo del visibile - l'immagine osservata - a partire da sole tre radiazioni di lunghezza d'onda ben definita) ? :confused:

[xenom]

PENSO che dipenda dalla somma delle onde: un'onda con una certa ampiezza e una certa frequenza si può sommare ad un'altra onda, creando un'onda risultante con una certa frequenza e una certa ampiezza...
in pratica le onde si sommano formando quella risultante che essendo di freq diversa è di colore diverso.

è solo un mio ragionamento, è possibile che sia completamente errato :asd:

[Cfranco]

Un colore "puro" tipo il giallo e lo stesso colore ricreato a partire dalla miscelazione dei tre colori fondamentali sono diversi e la prova è semplice da fare , basta usare uno spettrometro ( tipo un prisma ) e ci si accorge subito che uno è formato da due righe e l' altro da una sola .
Per come è costruito l' occhio umano invece le due situazioni sono indistinguibili , ma questo è dovuto alle nostre limitazioni , non a un' effettiva equivalenza tra le due situazioni .

PS
Xenom hai detto una cazzata :asd:

[ciop71]

PENSO che dipenda dalla somma delle onde: un'onda con una certa ampiezza e una certa frequenza si può sommare ad un'altra onda, creando un'onda risultante con una certa frequenza e una certa ampiezza...
in pratica le onde si sommano formando quella risultante che essendo di freq diversa è di colore diverso.

è solo un mio ragionamento, è possibile che sia completamente errato :asd:La seconda che hai detto.
Onde a frequenze diverse NON interferiscono fra loro, altrimenti tutto l'universo sarebbe un unico miscuglio uniforme.
Ad esempio, per parlare con il cellulare non occorre nascondersi in un posto buio perchè la luce non interferisce con il segnale telefonico (sono entrambi radiazioni elettromagnetiche ma aventi frequenze diverse).

[stbarlet]

La seconda che hai detto.
Onde a frequenze diverse NON interferiscono fra loro, altrimenti tutto l'universo sarebbe un unico miscuglio uniforme.
Ad esempio, per parlare con il cellulare non occorre nascondersi in un posto buio perchè la luce non interferisce con il segnale telefonico (sono entrambi radiazioni elettromagnetiche ma aventi frequenze diverse).

e come la metti poi con gli infrarossi ? dove ti nascondi dagli IR :D

[ciop71]

e come la metti poi con gli infrarossi ? dove ti nascondi dagli IR :DMi metto dentro una stanza allo zero assoluto.

[Xalexalex]

Mi metto dentro una stanza allo zero assoluto.

Però portati un panetto che ti vien fame a stare tutto da solo :O

[stbarlet]

Mi metto dentro una stanza allo zero assoluto.

e quelli che emetti tu? :O

[thotgor]

mi avete fatto venire dubbi assurdi con ste domande. Due onde con frequenze diverse intragiscono tra di loro...prendete chessò a lanciare sassi in un laghetto a frequenze diverse...avrò oscillazioni diverse, ma non sempre queste onde interagiranno a formare qualcosa di costruttivo...

Oppure prendete il bianco...contiene tutte le frequenze dello spettro visibile.

[Wilcomir]

ma le onde interagiscono tutte tra di loro scusate :D qualunque sia la frequenza e l'ampiezza. vengono usati range di frequenza distanziati apposta così si disturbano poco. voglio dire, immaginate un'onda di ampiezza 1mt cosa le fa un'onda di ampiezza qualche nm? un bel niente :D

[gianly1985]

nell'occhio ci sono delle cellule di tre tipi, sensibili ciascuna alla radiazione e.m. di una specifica lunghezza d'onda: quella del rosso, del verde e del giallo

1) rosso, verde e BLU (i rispettivi fotopigmenti: erythrolabe,chlorolabe e cianolabe, ciascuno presente in uno dei 3 tipi di CONI)

2) ogni fotopigmento ha un MASSIMO di sensibilità per una certa lambda ma la curva di sensibilità è ampia per ciascun fotopigmento

3) il pigmento dei bastoncelli è invece la rodopsina e non partecipa alla visione dei colori (infatti nella luce crepuscolare,dove usiamo i bastoncelli, i colori li vediamo poco)

4) i colori sono un prodotto del sistema nervoso, adesso senza stare a parlare di BLOB, IPERCOLONNE e vie centrali varie diciamo che c'è una certa elaborazione che all'inizio parte in parallelo e poi nella corteccia viene in qualche modo integrata, anche con effetti di completamento "virtuale" che ci dà tutte quelle belle illusioni che conosciamo

5) non ti scervellare sulla "unitarietà della sensazione" perchè è un casino e devi conoscere la neurofisiologia e la neuroanatomia per cominciare a comprendere come ci si arrivi....diciamo che è un qualcosa di miracoloso per certi versi...e non parlo solo della sensazione visiva ma di come tutte le modalità sensitive convergano in un unica sensazione globale avvertita come momento unico.....grande Giove (cit.) :D (la cosa che più mi ha sconvolto è che la consapevolezza è solo una proprietà "collaterale" di tutto ciò ed è assolutamente non necessaria...è un "additivo" aggiunto dopo diciamo....idem per i movimenti volontari....sconvolgente:eek: il cervello decide di muovere la mano e poi tu ne vieni "informato", però in un modo che ti fa credere di aver deciso tu...ovvio così è un po' banalizzato e comunque c'è ancora tanto da capire sul SNC....)

[d@vid]

1) rosso, verde e BLU

:doh:
cmq si, volevo dire il blu :D



allora, riporto quelle che mi sembrano siano le conclusioni allo stato di fatto attuale, sperando di usarle come eventuale punto di partenza per successivi sviluppi (nel caso non fosse possibile individuarne una "definitiva"):

1) onde di diversa lunghezza d'onda interagiscono tra loro
su questo non mi pare ci siano dubbi: l'onda risultante è un'onda "modulata" (ovvero, anzichè avere un'unica riga spettrale, avrà una banda che è tanto più larga quanto maggiore è la differenza di fase tra le due onde componenti: nel caso del visibile, le frequenze delle radiazioni e.m. sono elevate e abb vicine tra loro [lo scarto tra le rispettive lunghezze d'onda è complessivamente di soli 300 nm])
questo però NON dimostra che per coprire tutto (e SOLO) lo spettro visibile siano sufficienti le tre radiaz dei tre colori R, G, B

2) c'è differenza tra la radiaz e.m. gialla (che avrà lunghezza d'onda di xxx nm) e quella che noi percepiamo dello stesso colore (il giallo), ma data dalla sovrapposizione di tre radiaz nelle tre componenti R, G, B
uhm... non saprei, ma se così fosse non riesco a spiegare facilmente tutta la teoria della trasformazione secondo fourier: è biunivoca!
ad ogni modo, non mi convince (avete delle fonti?) in particolare per il fatto che, dato che TUTTO passa attraverso la visione umana, per qual motivo dovremmo attribuire una consistenza fisica (la radiaz e.m. del "giallo" di xxx nm di lunghezza d'onda) quando poi noi non la percepiremo mai come tale (ma solo come combinazione di altre radiaz em)

3) c'è un discorso medico fatto da gianly1985 (si riconosce subito che studi medicina, ma poi me lo ricordavo cmq :D ) che, ad esser sincero, non ho capito molto :fagiano: anche pechè ti assicuro che non vi è alcuna volontà investigatrice nell'ambito della neurologia (la mia domanda è nata come curiosità più ingegneristica direi :stordita: )
probabilmento il punto 5 del tuo post è la conferma a quanto affermato nella conclusione del punto 2) (e cioè: le due esperienze del giallo come colore e di quello che noi vediamo sono cose diverse)

[gianly1985]

3) c'è un discorso medico fatto da gianly1985 (si riconosce subito che studi medicina, ma poi me lo ricordavo cmq :D ) che, ad esser sincero, non ho capito molto :fagiano: anche pechè ti assicuro che non vi è alcuna volontà investigatrice nell'ambito della neurologia (la mia domanda è nata come curiosità più ingegneristica direi :stordita: )

Sì alcune parti le ho messe più come curiosità nell'enfasi del post :stordita: e sono andato un po' OT.
La parte del mio discorso che si ricollega alla questione che ponevi tu si riassume in 3 punti:

- i fotopigmenti hanno sì un massimo per certe lunghezze d'onda ma sono sensibili anche alle lunghezze un po' piu alte e un po' più basse:

http://img358.imageshack.us/img358/4264/conisensikz2.gif (http://imageshack.us)

- la percezione dei colori è un elaborazione complessa del sistema nervoso che non ha riscontro diretto nella realtà fisica delle cose (con un aforisma potrei dire "i limoni non SONO davvero gialli")

- è inutile scervellarsi troppo sull'interazione fisica (sulla quale però ammetto la mia ignoranza) fra onde e.m. che dovrebbe darci il presunto "effetto finale" quando in realtà il tutto si gioca in una integrazione complessa che avviene nel sistema nervoso e non ha senso parlare di "colori" al di fuori del sistema nervoso stesso

probabilmento il punto 5 del tuo post è la conferma a quanto affermato nella conclusione del punto 2) (e cioè: le due esperienze del giallo come colore e di quello che noi vediamo sono cose diverse)

Qui entriamo nel semi-filosofico, cos'è il "giallo come colore"? L'intervallo di lunghezze d'onda che troviamo sui libri di fisica? Ma la natura e il nostro sistema nervoso non sono stati scritti in nanometri e lambde...e fra l'altro io non saprò mai cosa vedi tu quando ti indico un limone...vedi il "mio" giallo o lo vedi leggermente un po' più verdino,anche di pochissimo, ma hai fin da piccolo hai imparato a chiamarlo giallo?? Non per niente i daltonici mica sanno di esserlo ;)

ad ogni modo, non mi convince (avete delle fonti?) in particolare per il fatto che, dato che TUTTO passa attraverso la visione umana, per qual motivo dovremmo attribuire una consistenza fisica (la radiaz e.m. del "giallo" di xxx nm di lunghezza d'onda) quando poi noi non la percepiremo mai come tale (ma solo come combinazione di altre radiaz em)

Bè questa è una convenzione...basata sulla percezione "storica" della maggior parte degli esseri umani (specifico la maggior parte perchè pensa se a stabilire tale convenzione fosse stato un gruppo di fisici daltonici :) ).....ma non è assolutamente una realtà fisica.....nè coincide col colore giallo "percepito" (o meglio con i 6 miliardi di gialli percepiti su questo pianeta)...

[d@vid]

Sì alcune parti le ho messe più come curiosità nell'enfasi del post :stordita: e sono andato un po' OT
e hai fatto bene a metterle, perchè sono interessanti :)
Qui entriamo nel semi-filosofico, cos'è il "giallo come colore"? L'intervallo di lunghezze d'onda che troviamo sui libri di fisica? Ma la natura e il nostro sistema nervoso non sono stati scritti in nanometri e lambde...e fra l'altro io non saprò mai cosa vedi tu quando ti indico un limone...vedi il "mio" giallo o lo vedi leggermente un po' più verdino,anche di pochissimo, ma hai fin da piccolo hai imparato a chiamarlo giallo?? Non per niente i daltonici mica sanno di esserlo ;)



Bè questa è una convenzione...basata sulla percezione "storica" della maggior parte degli esseri umani (specifico la maggior parte perchè pensa se a stabilire tale convenzione fosse stato un gruppo di fisici daltonici :) ).....ma non è assolutamente una realtà fisica.....nè coincide col colore giallo "percepito" (o meglio con i 6 miliardi di gialli percepiti su questo pianeta)...

sì, ma se l'hanno chiamato "giallo" e hanno visto che corrisponde ad una radiaz em di una specifica lunghezza d'onda ci sarà un motivo (e questo motivo è che, volenti o nolenti, tale radiaz em "del giallo" esiste, indipendentemente dal fatto che noi riusciamo a percepire esattamente tale radiazione, o un qualcosa - la combinazione di tre radiaz del R, G, B, - che produce lo stesso effetto finale)

quando un fascio di luce solare passando attraverso un prisma viene scomposto nelle sue componenti e ciascuna di esse separatamente diffratta dal prisma, c'è una componente di colore giallo (quella è la "radiazione em del giallo")
ora il mio dubbio è: assodati i meccanismi di visione umana (ma credo che così funzionino anche i sensori ottici), per cui certamente sappiamo non esser possibile la percezione diretta di tale "radiaz em del giallo", com'è possibile che, detto banalmente, si abbiano due modi diversi di produrre il giallo?
O i due modi sono diversi ma producono lo stesso effetto (e come :confused:) o si deve poter dimostrare che dalla combinazione di onde em monocromatiche di lunghezza d'onda 420 (B), 534 (G), 564 (R) nm e di ampiezza evidentemente opportuna nasca un'onda em anch'essa monocromatica avente la lunghezza d'onda del giallo (ed è questo che vorrei capire)

[stbarlet]

Io conosco una cosa che si chiama ricomposizione retinica..


Peró non credo che si sommino sovrappongano le varie onde.. :D direi che ci sarebbero troppi casini. Infatti si parla di stimolI


questo (http://it.wikipedia.org/wiki/Sintesi_additiva) spero ti chiarisca i dubbi

[gianly1985]

Io conosco una cosa che si chiama ricomposizione retinica..

Io no :confused:
Cioè ho googlato un po' e non ho trovato molto,per ora mi sembra una specie di termine abbastanza improprio usato in campi "non scientifici" tipo per esempio in storia dell'arte. Imho a livello prettamente retinico (cioè a livello di circuti nervosi retinici) per quanto riguarda i colori non c'è alcuna integrazione, i primi tratti delle vie visive sono canali di elaborazione in parallelo e lo rimarranno praticamente fino alla corteccia. Secondo me col termine improprio "ricomposizione retinica" in realtà ci si riferisce alla integrazione attuata a livello della corteccia cerebrale. Poi è chiaro che il risultato finale dipende da come i vari colori arrivano sulle stesse aree retiniche, ma la ricomposizione di "retinico" ha ben poco visto che si svolge altrove.


questo (http://it.wikipedia.org/wiki/Sintesi_additiva) spero ti chiarisca i dubbi

Purtroppo descrive solo empiricamente ciò che succede....ma non dice il "come"....

sì, ma se l'hanno chiamato "giallo" e hanno visto che corrisponde ad una radiaz em di una specifica lunghezza d'onda ci sarà un motivo (e questo motivo è che, volenti o nolenti, tale radiaz em "del giallo" esiste, indipendentemente dal fatto che noi riusciamo a percepire esattamente tale radiazione, o un qualcosa - la combinazione di tre radiaz del R, G, B, - che produce lo stesso effetto finale)

- La radiazione e.m. del giallo non esiste, per la Natura è solo una radiazione con una certa lunghezza d'onda. I fisici hanno preso ciò che per millenni è stato chiamato giallo dalla maggior parte degli uomini e hanno valutato la lunghezza d'onda, tutto qui.

- il "giallo" è una sensazione "creata" dal nostro sistema nervoso;

- in generale nulla vieta che stimoli diversi o somme di stimoli possano dare la stessa identica sensazione (es: il braccio sinistro ti può far male o perchè ti hanno dato un pugno o perchè stai per avere un infarto)

ergo:
radiazione gialla (cioè radiazione convenzionalmente definita gialla in quanto storicamente percepita come gialla) ----------------------> SENSAZIONE DI GIALLO (e questa ai più arguti non sfuggirà che è una tautologia)

ma al contempo (non c'è l'esclusiva :) ):

radiazioni R+G+B (radiazioni che convenzionalmente e storicamente bla bla bla....)--------------------> SENSAZIONE DI GIALLO

Ora, tutto ciò NON avviene a livello retinico ma a livello di corteccia, perciò non cercare il come in cose "grezze e materiali" come lunghezze d'onda, sommazioni fisiche strane, fotorecettori, fotopigmenti, ma cercalo nei circuiti nervosi.

si abbiano due modi diversi di produrre il giallo?

No, si hanno mille modi di produrre una sensazione. Anche mandandoti una scossetta con un microelettrodo in un punto adeguato della via visiva. So che è difficile essendoci invischiati ma devi scindere la realtà fisica (dove , per le sequoie i glicini e i geranei R+G+B non fa giallo) e la realtà dentro il nostro sistema nervoso (dove R+G+B fa giallo).

O i due modi sono diversi ma producono lo stesso effetto (e come )

Esatto. Per il "come" punterei su una integrazione a livello centrale (insomma ce ne sono di più miracolose di questa). Per il "perchè" potremmo fare qualche ipotesi: forse, guardando le curve di sensibilità che ho postato (che a tratti si sovrappongono come vedi), può essere che una radiazione e.m. "gialla" provoca globalmente nei 3 tipi di recettori lo stesso pattern di eccitazione provocato da 3 radiazioni e.m. r+g+b separate.....poi dovremmo parlare di neuroni centro-ON e centro-OFF e quindi la cosa si complica ulteriormente (in soldoni ci sono neuroni che si eccitano quando non sono eccitati altri eccetera, insomma un macello, quindi per esempio dovremmo considerare R, G, B , non-R, non-G, non-B, ma anche stimoli di lunghezze d'onda intermedie viste le curve che ho postato, non ci possiamo limitare a RGB, in definitiva è un bel casino...vado a dormire che è meglio:) ).

[stbarlet]

i fumetti, i giornali, le stampe di qualsiasi tipo purché a colori sono tutti fatti con puntini, di colori differenti ma definiti ( ad esempio le cartuccie per stampanti sono caricate con 3 o addirittura 5 colori differenti piú il nero) che essendo piccoli si ricompongono nel colore che si vuole stampare.. prendete un qualsiasi giornale e guardate una foto, vedrete 4 colori ( o 6) con intensitá differenti che compongono l`immagine. funziona allo stesso modo per i monitor e i televisori, i quali variando l`intensitá di ogni singolo componente ( R,G o B) riproducono l`immagine voluta. non c`é alcuna somma di onde.

[Banus]

(ovvero, anzichè avere un'unica riga spettrale, avrà una banda che è tanto più larga quanto maggiore è la differenza di fase tra le due onde componenti: nel caso del visibile, le frequenze delle radiazioni e.m. sono elevate e abb vicine tra loro [lo scarto tra le rispettive lunghezze d'onda è complessivamente di soli 300 nm])
Non succede questo. Sovrapponendo due onde monocromatiche, cioè con una banda estremamente stretta, si ottiene un'onda con due bande di frequenza localizzate nello spettro, e non uno spettro diffuso. Per chi ha visto la trasformata di Fourier, questo risultato è dovuto alla linearità della trasformata.

Il punto importante lo ha già sottolineato gianly1985:
La radiazione e.m. del giallo non esiste, per la Natura è solo una radiazione con una certa lunghezza d'onda. I fisici hanno preso ciò che per millenni è stato chiamato giallo dalla maggior parte degli uomini e hanno valutato la lunghezza d'onda, tutto qui.

Gli spazi di colore come R,G,B sono stati ottenuti da studi sulla percezione umana del colore. Ad esempio questi (http://www.handprint.com/HP/WCL/IMG/sbcurves.gif) sono i valori di intensità dei colori rosso (700 nm), verde (546.1 nm) e blu (435.8 nm) necessari ad ottenere la stessa "sensazione" di colore di una lunghezza d'onda data; ma pur essendo indistinguibili per l'occhio umano, una miscela RGB e l'onda monocromatica sono diverse, e infatti sono distinguibili con uno spettroscopio (nel primo caso vedi tre linee, nel secondo una sola).