Colore nero in Scienza

Il nero è il colore più scuro, il risultato dell’assenza o del completo assorbimento della luce visibile. È un colore acromatico, letteralmente un colore senza tonalità, come il bianco (il suo opposto) e il grigio. È spesso usato simbolicamente o figurativamente per rappresentare l’oscurità, mentre il bianco rappresenta la luce.

L’inchiostro nero è il colore più comune utilizzato per la stampa di libri, giornali e documenti, poiché presenta il contrasto più elevato con il libro bianco ed è il più facile da leggere. Per lo stesso motivo, il testo nero su uno schermo bianco è il formato più comune utilizzato sugli schermi dei computer. Nella stampa a colori viene utilizzato insieme ai colori primari sottrattivi ciano, giallo e magenta, per contribuire a produrre le tonalità più scure.

Il bianco e nero sono stati spesso usati per descrivere gli opposti; in particolare la verità e l’ignoranza, il bene e il male, le “età oscure” contro l’età dei lumi. Fin dal Medioevo il nero è stato il colore simbolico della solennità e dell’autorità, e per questo motivo è ancora comunemente indossato da giudici e magistrati.

Il nero era uno dei primi colori usati dagli artisti nelle pitture rupestri neolitiche. Nel quattordicesimo secolo, iniziò ad essere indossato dai reali, dal clero, dai giudici e dai funzionari governativi in ​​gran parte dell’Europa. Divenne il colore indossato da poeti romantici inglesi, uomini d’affari e uomini di stato nel 19 ° secolo, e un colore di alta moda nel 20 ° secolo.

Nell’impero romano divenne il colore del lutto e nel corso dei secoli fu spesso associato alla morte, al male, alle streghe e alla magia. Secondo i sondaggi in Europa e Nord America, è il colore più comunemente associato al lutto, alla fine, ai segreti, alla magia, alla forza, alla violenza, al male e all’eleganza.

Scienza

Fisica
Nello spettro visibile, il nero è l’assorbimento di tutti i colori.

Il nero può essere definito come l’impressione visiva sperimentata quando nessuna luce visibile raggiunge l’occhio. Pigmenti o coloranti che assorbono la luce piuttosto che rifletterla all’occhio “sembrano neri”. Un pigmento nero può tuttavia derivare da una combinazione di diversi pigmenti che assorbono collettivamente tutti i colori. Se si mischiano le proporzioni appropriate di tre pigmenti primari, il risultato riflette così poca luce da essere chiamato “nero”.

Questo fornisce due descrizioni superficialmente opposte ma in realtà complementari del nero. Il nero è l’assorbimento di tutti i colori della luce, o una combinazione completa di più colori del pigmento. Vedi anche i colori primari.

In fisica, un corpo nero è un perfetto assorbitore di luce, ma, grazie a una regola termodinamica, è anche il miglior emettitore. Quindi, il miglior raffreddamento radiativo, fuori dalla luce del sole, è usando vernice nera, sebbene sia importante che sia nero (un assorbitore quasi perfetto) anche nell’infrarosso.

Nella scienza elementare, la luce ultravioletta è chiamata “luce nera” perché, mentre è invisibile, fa sì che molti minerali e altre sostanze diventino fluorescenti.

Il 16 gennaio 2008, i ricercatori di Troy, il Rensselaer Polytechnic Institute di New York, hanno annunciato la creazione del materiale più oscuro del pianeta. Il materiale, che rifletteva solo lo 0,045% della luce, è stato creato da nanotubi di carbonio in piedi. Questo è 1/30 della luce riflessa dallo standard corrente per il nero e un terzo della luce riflessa dal precedente detentore del record per la sostanza più scura. A partire da febbraio 2016, il materiale attualmente più oscuro conosciuto è Vantablack.

Si dice che un materiale è nero se la maggior parte della luce in ingresso viene assorbita in modo uguale nel materiale. La luce (radiazione elettromagnetica nello spettro visibile) interagisce con gli atomi e le molecole, il che fa convertire l’energia della luce in altre forme di energia, solitamente il calore. Ciò significa che le superfici nere possono fungere da collettori termici, assorbire la luce e generare calore (vedi Collettore solare termico).

L’assorbimento della luce è contrastato dalla trasmissione, dalla riflessione e dalla diffusione, dove la luce viene solo reindirizzata, facendo apparire gli oggetti rispettivamente trasparenti, riflettenti o bianchi.

Chimica
pigmenti
I primi pigmenti usati dall’uomo neolitico erano carboncino, ocra rossa e ocra gialla. Le linee nere dell’arte rupestre erano disegnate con le punte delle torce bruciate fatte di un legno con resina.

Diversi pigmenti di carbone venivano prodotti bruciando diversi legni e prodotti animali, ognuno dei quali produceva un tono diverso. Il carbone sarebbe stato macinato e poi mescolato con grasso animale per creare il pigmento.

La vite nera veniva prodotta in epoca romana bruciando i rami tagliati delle viti. Potrebbe anche essere prodotto bruciando i resti dell’uva schiacciata, che sono stati raccolti ed essiccati in un forno. Secondo lo storico Vitruvio, la profondità e la ricchezza del nero prodotto corrispondevano alla qualità del vino. I vini più pregiati producevano un nero con una sfumatura bluastra del colore dell’indaco.
Il pittore del XV secolo Cennino Cennini descrisse come questo pigmento fu realizzato durante il Rinascimento nel suo famoso manuale per artisti: “… c’è un nero che è fatto dai viticci delle viti e questi viticci devono essere bruciati. sono stati bruciati, gettati dell’acqua su di loro e li hanno messi fuori e poi li hanno rimessi nello stesso modo degli altri neri. E questo è un pigmento magro e nero ed è uno dei pigmenti perfetti che usiamo “.

Cennini ha anche osservato che “C’è un altro nero che è fatto di conchiglie di mandorle o di pesche bruciate e questo è un perfetto, bel nero.” Neri fini simili venivano fatti bruciando le fosse della pesca, della ciliegia o dell’albicocca. Il carbone in polvere è stato quindi mescolato con gomma arabica o il giallo di un uovo per fare una vernice.

Diverse civiltà hanno bruciato diverse piante per produrre i loro pigmenti di carbone. Gli Inuit dell’Alaska usavano carbone di legna mescolato con il sangue delle foche per dipingere maschere e oggetti di legno. I polinesiani hanno bruciato noci di cocco per produrre il loro pigmento.

La lampada nera era usata come pigmento per la pittura e gli affreschi. come colorante per tessuti e in alcune società per fare tatuaggi. Il pittore fiorentino del 15 ° secolo, Cennino Cennini, descrisse come fu fatto durante il Rinascimento: “… prendi una lampada piena di olio di lino e riempi la lampada con l’olio e accendi la lampada, poi posizionala, illuminata, sotto una padella completamente pulita e assicurati che la fiamma della lampada sia a due o tre dita dal fondo della padella.Il fumo che fuoriesce dalla fiamma colpirà il fondo della padella e raccoglierà diventando spessa Aspetta un po ‘, prendi la padella e spazzola questo pigmento (cioè questo fumo) su carta o in una pentola con qualcosa e non è necessario rimuginare o macinare perché è un pigmento molto fine. Riempia la lampada con l’olio e mettila sotto la padella così tante volte e, in questo modo, ne ricavate tutto il necessario. ” Questo stesso pigmento è stato usato da artisti indiani per dipingere le grotte di Ajanta e come colorante nell’antico Giappone.
Il nero d’avorio, noto anche come salmerino, era originariamente prodotto bruciando l’avorio e mescolando la polvere di carbone ottenuta con l’olio. Il colore è ancora fatto oggi, ma le ossa animali ordinarie sono sostituite per l’avorio.
Marte nero è un pigmento nero fatto di ossidi di ferro sintetici. È comunemente usato in acquerelli e pittura a olio. Prende il nome da Marte, il dio della guerra e protettore del ferro.
coloranti
I coloranti neri di buona qualità non erano noti fino alla metà del 14 ° secolo. I coloranti primitivi più comuni erano costituiti da corteccia, radici o frutti di alberi diversi; di solito il noce, il castagno o certe querce. I neri prodotti erano spesso più grigi, marroni o bluastri. Il tessuto doveva essere tinto più volte per scurire il colore. Una soluzione utilizzata dai tintori aggiungeva alla tintura delle limature di ferro, ricche di ossido di ferro, che davano un nero più profondo. Un altro era quello di tingere prima il tessuto blu scuro, e poi tingerlo di nero.

Una tinta nera molto più ricca e più profonda fu trovata alla fine dalla mela di quercia o dalla noce di gallina. La gallina è un piccolo tumore rotondo che cresce su quercia e altre varietà di alberi. Hanno dimensioni comprese tra 2 e 5 cm e sono causati da sostanze chimiche iniettate dalla larva di alcuni tipi di vespe di gallina nella famiglia Cynipidae. La tintura era molto costosa; una grande quantità di noci di gallina era necessaria per una piccolissima quantità di colorante. I galletti che producevano la migliore tintura venivano dalla Polonia, dall’Europa orientale, dal vicino Oriente e dal Nord Africa. A partire dal XIV secolo, la tintura delle noci di gallina veniva usata per i vestiti dei re e dei principi d’Europa.

Un’altra importante fonte di coloranti neri naturali dal 17 ° secolo in poi era l’albero di legno di pino, o Haematoxylum campechianum, che produceva anche coloranti rossastri e bluastri. È una specie di albero in fiore della famiglia delle leguminose, le Fabaceae, che è originaria del Messico meridionale e del Centroamerica settentrionale. La moderna nazione del Belize è cresciuta dal 17 ° secolo campi di registrazione logwood inglese.

Dalla metà del 19 ° secolo, i coloranti sintetici neri hanno in gran parte sostituito i coloranti naturali. Uno dei neri sintetici importanti è la Nigrosina, una miscela di coloranti neri sintetici (CI 50415, nero solvente 5) fabbricati riscaldando una miscela di nitrobenzene, anilina e anilina cloridrato in presenza di un catalizzatore di rame o ferro. I suoi principali usi industriali sono come colorante per lacche e vernici e in inchiostri penna-marcatore.

inchiostri
I primi inchiostri conosciuti furono prodotti dai cinesi e risalgono al XXIII secolo a.C. Hanno usato tinture naturali e minerali come la grafite macinata con acqua e applicata con un pennello a inchiostro. I primi inchiostri cinesi simili alla moderna calamaio sono stati trovati risalenti a circa il 256 aC alla fine del periodo degli Stati Combattenti. Sono stati prodotti dalla fuliggine, solitamente prodotta dalla combustione della legna di pino, mescolata con la colla animale. Per fare l’inchiostro da una penna d’inchiostro, la bacchetta viene continuamente messa a terra contro una pietra da inchiostro con una piccola quantità d’acqua per produrre un liquido scuro che viene poi applicato con una spazzola d’inchiostro. Artisti e calligrafi potrebbero variare lo spessore dell’inchiostro risultante riducendo o aumentando l’intensità e il tempo di macinazione dell’inchiostro. Questi inchiostri hanno prodotto le delicate sfumature e gli effetti sottili o drammatici della pittura a pennello cinese.

L’inchiostro indiano (o inchiostro indiano nell’inglese britannico) è un inchiostro nero una volta ampiamente utilizzato per la scrittura e la stampa e ora più comunemente usato per disegnare, specialmente quando si inchiostrano fumetti e fumetti. La tecnica per farlo probabilmente è venuta dalla Cina. L’inchiostro indiano è stato utilizzato in India almeno dal IV secolo aC, dove veniva chiamato masi. In India, il colore nero dell’inchiostro proveniva da car bone, catrame, pece e altre sostanze.

Gli antichi romani avevano un inchiostro nero che chiamavano atramentum librarium. Il suo nome deriva dalla parola latina atrare, che voleva dire fare qualcosa di nero. (Questa era la stessa radice della parola inglese atroce). Di solito era fatta, come l’inchiostro dell’India, dalla fuliggine, sebbene una varietà, chiamata atramentum elephantinum, fosse prodotta bruciando l’avorio degli elefanti.

I galletti erano anche usati per produrre inchiostro nero fine. L’inchiostro di gallina di ferro (noto anche come inchiostro di noce di gallina di ferro o inchiostro di gallina di quercia) era un inchiostro viola-nero o marrone-nero composto da sali di ferro e acidi tannici derivati ​​dalla noce di galla. Era l’inchiostro standard per scrivere e disegnare in Europa, dal 12 ° al 19 ° secolo, ed è rimasto in uso fino al 20 ° secolo.

Astronomia
Un buco nero è una regione dello spazio-tempo in cui la gravità impedisce a qualsiasi cosa, inclusa la luce, di sfuggire. La teoria della relatività generale prevede che una massa sufficientemente compatta deformerà lo spaziotempo per formare un buco nero. Intorno a un buco nero c’è una superficie definita matematicamente chiamata un orizzonte degli eventi che segna il punto di non ritorno. Si chiama “nero” perché assorbe tutta la luce che colpisce l’orizzonte, non riflettendo nulla, proprio come un corpo nero perfetto in termodinamica. Si prevede che i buchi neri della massa stellare si formino quando le stelle molto massicce collassano alla fine del loro ciclo vitale. Dopo che si è formato un buco nero, può continuare a crescere assorbendo la massa dai suoi dintorni. Assorbendo altre stelle e fondendosi con altri buchi neri, si possono formare buchi neri supermassicci di milioni di masse solari. Vi è un consenso generale sul fatto che i buchi neri supermassicci esistano nei centri della maggior parte delle galassie. Sebbene un buco nero sia di per sé nero, il materiale in caduta forma un disco di accrescimento, che è uno dei tipi più brillanti di oggetti nell’universo.
La radiazione del corpo nero si riferisce alla radiazione proveniente da un corpo ad una data temperatura in cui tutta l’energia in entrata (luce) viene convertita in calore.
Il cielo nero si riferisce all’aspetto dello spazio come emerge dall’atmosfera terrestre.

Perché il cielo notturno e lo spazio sono neri – il paradosso di Olbers
Il fatto che lo spazio esterno sia nero è talvolta chiamato paradosso di Olbers. In teoria, poiché l’universo è pieno di stelle e si ritiene che sia infinitamente grande, ci si aspetterebbe che la luce di un numero infinito di stelle sarebbe sufficiente per illuminare brillantemente l’intero universo per tutto il tempo. Tuttavia, il colore di sfondo dello spazio esterno è nero. Questa contraddizione fu notata per la prima volta nel 1823 dall’astronomo tedesco Heinrich Wilhelm Matthias Olbers, che pose la domanda sul perché il cielo notturno fosse nero.

L’attuale risposta accettata è che, sebbene l’universo sia infinitamente grande, non è infinitamente vecchio. Si pensa che abbia circa 13,8 miliardi di anni, quindi possiamo vedere solo oggetti lontani come la distanza che la luce può percorrere in 13,8 miliardi di anni. La luce dalle stelle più lontane non ha raggiunto la Terra e non può contribuire a rendere il cielo luminoso. Inoltre, mentre l’universo si sta espandendo, molte stelle si stanno allontanando dalla Terra. Mentre si muovono, la lunghezza d’onda della loro luce diventa più lunga, attraverso l’effetto Doppler, e si sposta verso il rosso, o diventa addirittura invisibile. Come risultato di questi due fenomeni, non c’è abbastanza luce stellare per creare spazio tranne il nero.

Il cielo diurno sulla Terra è blu perché la luce del Sole colpisce molecole nell’atmosfera terrestre diffondendo luce in tutte le direzioni. La luce blu è diffusa più degli altri colori e raggiunge l’occhio in quantità maggiori, rendendo il cielo diurno blu. Questo è noto come scattering di Rayleigh.

Il cielo notturno sulla Terra è nero perché la parte della Terra che vive la notte è rivolta lontano dal Sole, la luce del Sole è bloccata dalla Terra stessa, e non c’è altra fonte luminosa di luce notturna nelle vicinanze. Quindi, non c’è abbastanza luce per subire la dispersione di Rayleigh e rendere il cielo blu. Sulla Luna, d’altra parte, perché non c’è atmosfera per disperdere la luce, il cielo è nero sia di giorno che di notte. Questo fenomeno vale anche per altre località senza atmosfera.