I principii scientifici del divisionismo/IV
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CAPITOLO IV
Colori per assorbimento di luce.
Dalla qualità dei raggi respinti dipende anzi il colore dei corpi, essendo evidente che se un corpo colpito da luce bianca sottrae a questa tutte le radiazioni semplici, meno il rosso, questo corpo non potrà rimandare che raggi rossi, e quindi apparire rosso al nostro occhio. Nella stessa maniera se i raggi estinti saranno per contrario i rossi, non potendo giungere all'occhio se non i rimanenti, che complessivamente formano il verde, verde sarà in tal caso il colore visibile del corpo; e in modo analogo sarà per ogni altro colore intenso, e le infinite gradazioni intermedie, proporzionatamente ai raggi assorbiti, e la quantità di luce bianca rinviata indecomposta.
Quest'assorbimento parziale, od estinzione completa di certi raggi della luce, non avviene alla estrema superfice dei corpi opachi, dove si opera specialmente la riflessione della luce bianca, ma nello strato subito seguente, sempre permeabile alla luce, per quanto compatta sia la materia del corpo, e di lì sino a profondità che non si possono in alcuna maniera determinare.
Nei corpi trasparenti, che sono quelli che si lasciano attraversare dalla luce, l'assorbimento avviene lungo il loro spessore, ed in ragione diretta di questo.
Si dimostra che tale assorbimento non ha relazione al- cuna colle già descritte cause generatrici di colori, perché dalla riflessione totale non risulta che luce simile a quella del corpo illuminante, né può esser cagionato dalla rifrazione, vedendosi i colori di assorbimento anche quando la luce cade verticalmente sopra di un corpo, mentre la rifrazione non avviene se non per raggi inclinati.
Anche le colorazioni originate dalla interferenza sono da escludere perché richiedono la condizione di lamine sottili affatto inutili pei colori di assorbimento, e meno ancora potendosi pensare che nel fenomeno intervenga la polarizzazione, la fluorescenza e la fosforescenza, che si è veduto richiedere ben definite e limitate circostanze perché si manifestino. Ed anche l’idea di un'azione chimica della luce a spiegazione del fenomeno fu provata insussistente, con molte esperienze, dal Venturi1, sempre risultando dalla ricomposizione dei corpi che assorbirono diversi elementi della luce, e poi furono disgregati in polvere o liquefatti, che ritornandoli in masse solide essi riprendono il loro colore e le proprietà fisiche e chimiche primitive.
Il fenomeno dell'assorbimento della luce si studia meglio nei vetri e nei liquidi, perché si possono facilmente ridurre di grossezza e sottoporre ad esperienze cui non si prestano i corpi solidi ed opachi.
Quando si appoggia un vetro trasparente ed incolore su di una superficie bianca, l'impressione prima che si riceve non è tanto quella dovuta ad una diminuzione della visibilità del bianco sottostante, quanto quella di un colore inaspettato che si diffonde sulla porzione di bianco coperta dal vetro, specialmente se questo è grosso. Aumentando la grossezza del vetro si avrà ancora non solo un aumento di oscurità, ma un cambiamento di tinta, come fosse cambiata la specie della luce che penetra nel vetro. In liquidi colorati, quali le infusioni di campeccio, di cocciniglia, di tornasole, che in istrato sottile sembrano pavonazze, la maggior grossezza li riduce al rosso puro ed anche all'aranciato, e molte soluzioni gialle pel solo fatto di ingrossarne lo strato volgono al verde. Così l’acqua pura, che vista attraverso un bicchiere od una bottiglia non mostra alcun colore, a profondità di qualche metro sembra tingere in azzurro un oggetto bianco immersovi, come se nell'acqua si fosse mescolato del cobalto o dell’indaco.
Per spiegare simili modificazioni della luce trasmessa da sostanze trasparenti è quindi d'uopo ammettere che, nel percorso dei raggi luminosi attraverso questi corpi, alcuni dei raggi vengano ad estinguersi, mentre altri, quelli cioè da cui risulta il colore del corpo trasparente, giungano alla nostra retina, provocandovi l'impressione colorata che ne risentiamo. In fatti, esaminando allo spettroscopio una di quelle soluzioni che in strato tenue si mostrano gialle, si vedono mancare tutti i raggi semplici, dalla cui unione col giallo sarebbe risultata la luce bianca, come sottoponendo di nuovo all'esame spettroscopico la soluzione aumentata di grossezza sino a parere rossa, si trovano mancare nello spettro pressoché tutte le radiazioni semplici fuori che quelle del rosso.
Un'idea più precisa di quello che avviene in un vetro colorato in causa dell’assorbimento si ha da una esperienza di Rood, che consiste nel preparare uno schermo di cartone nero nel mezzo del quale sia praticata una sottile e lunga fenditura, coperta da un pezzo di vetro rosso monocromatico.
Posto quest'apparecchio contro luce e guardato allo spettroscopio esso non presenterà che il rosso spettrale con qualche po' di aranciato, o del violetto anche, secondo la qualità del rosso in esame. Ma se col vetro rosso invece di coprire interamente la fenditura, se ne occupa soltanto la metà, allora nello spettroscopio si avranno contemporaneamente lo spettro del vetro rosso e quello della luce bianca, che attraversa la metà libera della fenditura. « Si vede a colpo d'occhio, dice Rood, che la soluzione di tutta la questione consiste in questo: il vetro rosso può trasmettere i raggi rossi, ma arresta tutti gli altri: questi altri raggi li arresta, ed è perciò che diciamo che produce il suo colore per assorbimento. In realtà gli altri raggi sono convertiti in calore ed elevano leggermente la temperatura del vetro. Si può variare alquanto questa esperienza senza cambiarne il risultato, proiettando uno spettro su di uno schermo e guardando lo spettro attraverso il vetro rosso. Si riconoscerà che se ne vede soltanto lo spazio rosso, non potendo la luce che viene dagli altri spazi dello spettro penetrare il vetro rosso. Finalmente mettendo la nostra lastra di vetro sul tragitto dei raggi colorati, verificheremo che essa li ferma tutti, salvo quelli che sono rossi.
«Queste semplici fondamentali esperienze provano che il vetro rosso non trasforma la luce bianca in luce rossa, ma che arresta certi raggi, convertendoli in un genere di forza che non produce nessun effetto sull'occhio; quanto ai raggi che non sono arrestati essi arrivano all'occhio e vi producono la sensazione di colore »2.
Gli accenni ripetutamente fatti allo spettroscopio vogliono che si dica come il colore dei corpi può essere studiato col mezzo dei prismi, parte principale degli spettroseopi, per la proprietà che i prismi hanno di scomporre ogni luce che li attraversi. i
Guardando, ad esempio, una lista di carta bianca, incollata su di un cartone nero, interponendo fra l'occhio e la carta un prisma il cui spigolo rifrangente le sia parallelo, questa lista dovrebbe offrire uno spettro colorato affatto simile a quello della luce solare. Se non che un pezzo di carta di certa estensione, agisce sul prisma come se si osservasse non una sola fenditura luminosa ma tante quante ne potrebbe contenere il pezzo di carta nella sua altezza, cosicché gli spettri multipli risultanti si sovrappongono, coi loro colori complementari, in modo da ricostituire di nuovo la luce bianca, ed è soltanto nei margini superiore ed inferiore che, non avendo contermini spettri sovrapposti, apparisce la dispersione, rimanendo cioè colorati in violetto in alto ed in rosso al basso, o viceversa, secondo la posizione alta o bassa dell’angolò rifrangente del prisma.
Per avere uno spettro completo bisogna che la lista di carta bianca, o d'altro colore che si voglia analizzare, sia sempre stretta, disposta su largo contorno nero che ne esageri la visibilità per contrasto. Allora, guardando col prisma questa striscia di carta dalla distanza di uno o due metri, la luce emanata è dispersa in uno spettro unico, e si può riconoscere quali siano i raggi semplici che concorrono a formarne il colore.
L'esattezza dell'osservazione, i mezzi stessi coi quali eseguisce l’analisi del colore di un corpo, sono della massima importanza, considerando la tenuità delle cause che possono modificare un colore: e principalmente la composizione del vetro del prisma influisce sui colori dello spettro. Fra uno spettro ottenuto da prismi di flint, di crown, di vetro comune, o da prismi di vetro e riempiti di liquidi ‘vari, incolori, non solamente la partizione dei colori dello spettro viene diversa, ma può riescire sino invertita e presentare quella che si dice dispersione anomala, della quale un esempio è dato dal prisma fatto con una soluzione di ‘fucsina il cui spettro dà i raggi meno deviati al violetto ed i più deviati al giallo.
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Fig. 51.
Per osservare con comodità e sicurezza d’esito gli spettri delle varie sorgenti di luce si costruiscono degli strumenti appositi, più o meno complicati, secondo l' importanza attribuita all'esame. Tali sono gli spettroscopi, (fig. 51), che dal macchinoso apparato di Kirchoff e di Bunsen con batterie numerose di prismi, collimatori, telescopi, scale micrometriche, ecc. scendono al più semplice, tascabile, di Browing, munito di un sistema di prismi che fa vedere nella stessa direzione del raggio incidente il fascio dei colori dispersi.
L'andamento dei raggi in un sistema di vari prismi uniti come nella figura 52 è segnato pei raggi del rosso con R e con V per quelli del violetto, e nella figura 53 si vede l'istrumento completo sezionato longitudinalmente.
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Fig. 52.
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Fig. 53.
La praticità di questi semplici spettroscopi, particolarmente nel ristretto campo dell’interesse pittorico, si concilia anche col fatto, che quando l'oggetto colorato che si vuole esaminare sia un solido, non si riuscirebbe mai ad ottenere degli spettri solcati da righe oscure, righe che non mancano mai quando si tratti di luci incandescenti o di corpi trasparenti e illuminati dal sole.
Però, quando si voglia approfondire lo studio del colore di un corpo solido e nel caso pittorico, di sostanze coloranti o superficie colorate si può sempre ottenere uno spettro più esatto ricorrendo ad un istrumento perfetto e valendosi delle righe di uno spettro solare come termine di confronto.
Con tali sussidi la composizione cromatica offerta da certi corpi colorati è un fatto acquisito dalla scienza ed è stato per l'esame spettroscopico che si è potuto sapere della differenza tanto notevole fra i verdi delle foglie delle piante vive ed i verdi della tavolozza del pittore. Allo spettroscopio, i verdi dei vegetali presentano radiazioni affatto distinte da quelle dei verdi delle materie coloranti. Nel verde delle foglie, il rosso, il ranciato, il giallo, il verde, l'azzurro e il violetto sono in preminenza generale - molto evidente, mentre nelle sostanze coloranti verdi, che imitano in pittura i verdi delle foglie, sono deficienti il rosso ed il ranciato.
Rappresentando graficamente il rapporto di queste differenze, si hanno due curve abbastanza spiccate per dimostrare a colpo d'occhio la composizione diversa del verde della vegetazione (fig. 54) e quello, per. es., di un vetro verde (fig. 55).
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Fig. 54.
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Fig. 55.
Ciò spiega il potere riflettente variabile, ma sempre considerevole, di luce rossa ed aranciata e gialla, che, nelle varie direzioni della luce diurna, presentano le foglie delle piante, e il perché del loro cangiarsi colle stagioni, per le quali, modificandosi colla nutrizione lo stato intimo delle foglie, se ne cambia il loro potere assorbente della luce.
Mentre dunque i colori dovuti alla rifrazione, interferenza, polarizzazione, fosforescenza e fluorescenza, non si vedono che di raro o producendoli artificialmente, quelli di assorbimento costituiscono, colla varietà portata dai riflessi e dalle ombre, la pluralità degli effetti che ci presenta. la natura e che il pittore tende ad imitare. Tutti i corpi, sia la superficie metallica più tersa quanto la crosta spugnosa di un blocco di pomice, la materia colorante dei fiori e delle piante che le tinture dei tessuti, i colori adoperati dalle industrie affini all'arte come quelli della pittura, sottomettono la luce ad una sottrazione più o meno profonda dei suoi elementi ‘semplici, dalla cui entità vengono le parvenze che ogni oggetto assume pel nostro occhio.