Colore blu in Scienza e natura

Il blu è uno dei tre colori principali dei pigmenti nella pittura e nella teoria del colore tradizionale, nonché nel modello di colore RGB. Si trova tra viola e verde sullo spettro della luce visibile. L’occhio percepisce il blu quando osserva la luce con una lunghezza d’onda dominante tra circa 450 e 495 nanometri. La maggior parte degli azzurri contiene una leggera miscela di altri colori; l’azzurro contiene un po ‘di verde, mentre l’ultramarino contiene un po’ di viola. Il chiaro cielo diurno e il mare profondo appaiono blu a causa di un effetto ottico noto come scattering di Rayleigh. Un effetto ottico chiamato dispersione di Tyndall spiega gli occhi blu. Gli oggetti distanti appaiono più blu a causa di un altro effetto ottico chiamato prospettiva atmosferica.

Il blu è stato un colore importante nell’arte e nella decorazione fin dai tempi antichi. Il lapislazzuli in pietra semipreziosa veniva usato nell’antico Egitto per la gioielleria e l’ornamento e successivamente, nel Rinascimento, per rendere il pigmento blu oltremare, il più costoso di tutti i pigmenti. Nell’ottavo secolo gli artisti cinesi usavano il blu cobalto per colorare la porcellana bianca e blu. Nel Medioevo, gli artisti europei lo usavano nelle finestre delle cattedrali. Gli europei indossavano abiti colorati con il colorante vegetale fino a quando non veniva sostituito dall’indaco più fine dell’America. Nel diciannovesimo secolo, coloranti e pigmenti blu sintetici sostituivano gradualmente pigmenti minerali e coloranti sintetici. Il blu scuro divenne un colore comune per le uniformi militari e più tardi, nel tardo XX secolo, per gli abiti da lavoro. Poiché il blu è stato comunemente associato all’armonia, è stato scelto come il colore delle bandiere delle Nazioni Unite e dell’Unione Europea.

Sondaggi negli Stati Uniti e in Europa mostrano che il blu è il colore più comunemente associato all’armonia, alla fedeltà, alla fiducia, alla distanza, all’infinito, all’immaginazione, al freddo e talvolta alla tristezza. Nei sondaggi di opinione pubblica statunitensi ed europei è il colore più popolare, scelto da quasi la metà degli uomini e delle donne come il loro colore preferito. Le stesse indagini hanno anche mostrato che il blu era il colore più associato al maschile, precedendo il nero, ed era anche il colore più associato all’intelligenza, alla conoscenza, alla calma e alla concentrazione.

Sfumature e variazioni
Il blu è il colore della luce tra viola e verde sullo spettro visibile. Tonalità di blu includono indaco e blu oltremare, più vicino al viola; blu puro, senza alcuna mescolanza di altri colori; Ciano, che si trova a metà strada tra il blu e il verde, e l’altro turchese, verde acqua, verde acqua e acquamarina.

Il blu varia anche in ombra o in tinta; le tonalità più scure del blu contengono nero o grigio, mentre le tonalità più chiare contengono il bianco. Tonalità più scure di blu includono blu oltremare, blu cobalto, blu navy e blu di Prussia; mentre le tonalità più chiare includono il blu cielo, l’azzurro e il blu egiziano. (Per una lista più completa vedi l’elenco dei colori).

I pigmenti blu erano originariamente costituiti da minerali come lapislazzuli, cobalto e azzurrite, e coloranti blu venivano prodotti dalle piante; di solito in Europa, e Indigofera tinctoria, o vero indaco, in Asia e in Africa. Oggi la maggior parte dei pigmenti e coloranti blu sono prodotti da un processo chimico.

Ottica
Gli occhi umani percepiscono il blu quando osservano la luce che ha una lunghezza d’onda dominante di circa 450-495 nanometri. Gli azzurri con una frequenza più alta e quindi una lunghezza d’onda più corta appaiono gradualmente più violetti, mentre quelli con una frequenza più bassa e una lunghezza d’onda più lunga appaiono gradualmente più verdi. Il blu puro, nel mezzo, ha una lunghezza d’onda di 470 nanometri.

Isaac Newton incluso blu come uno dei sette colori nella sua prima descrizione dello spettro visibile, ha scelto sette colori perché quello era il numero di note nella scala musicale, che credeva fosse legato allo spettro ottico. Ha incluso l’indaco, la tonalità tra blu e viola, come uno dei colori separati, anche se oggi è solitamente considerato una tonalità di blu.

Nella pittura e nella teoria del colore tradizionale, il blu è uno dei tre colori primari dei pigmenti (rosso, giallo, blu), che possono essere mescolati per formare una vasta gamma di colori. Il rosso e il blu mescolati insieme formano il viola, il blu e il giallo insieme formano il verde. La miscelazione di tutti e tre i colori primari insieme produce un grigio scuro. Dal Rinascimento in poi, i pittori hanno utilizzato questo sistema per creare i loro colori. (Vedi sistema di colore RYB.)

Il modello RYB è stato utilizzato per la stampa a colori da Jacob Christoph Le Blon già nel 1725. Successivamente, gli stampatori hanno scoperto che si potevano creare colori più accurati usando combinazioni di inchiostro magenta, ciano, giallo e nero, mettere su piastre inchiostrate separate e poi sovrapposte uno alla volta sulla carta. Questo metodo potrebbe produrre quasi tutti i colori nello spettro con una precisione ragionevole.

Nel 19 ° secolo il fisico scozzese James Clerk Maxwell trovò un nuovo modo di spiegare i colori, dalla lunghezza d’onda della loro luce. Dimostrò che la luce bianca poteva essere creata combinando la luce rossa, blu e verde, e che virtualmente tutti i colori potevano essere creati da combinazioni diverse di questi tre colori. La sua idea, chiamata color additivo o il modello di colore RGB, viene utilizzata oggi per creare colori su televisori e schermi di computer. Lo schermo è coperto da minuscoli pixel, ciascuno con tre elementi fluorescenti per creare luce rossa, verde e blu. Se gli elementi rosso, blu e verde si illuminano tutti contemporaneamente, il pixel appare bianco. Mentre lo schermo viene scansionato da dietro con gli elettroni, ogni pixel crea il proprio colore designato, componendo un’immagine completa sullo schermo.

Sulla ruota dei colori HSV, il complemento del blu è giallo; cioè, un colore corrispondente ad una miscela uguale di luce rossa e verde. Su una ruota dei colori basata sulla teoria dei colori tradizionale (RYB) in cui il blu era considerato un colore primario, il suo colore complementare è considerato arancione (basato sulla ruota dei colori Munsell).

Pigmenti e coloranti

I pigmenti blu sono stati ottenuti da minerali, in particolare lapislazzuli e azzurrite ( Cu 3 (CO 3 ) 2 (OH) 2 ) . Questi minerali sono stati schiacciati, macinati in polvere e quindi miscelati con un agente legante a rapida essiccazione, come il tuorlo d’uovo (pittura a tempera); o con un olio a lenta essiccazione, come l’olio di lino, per la pittura ad olio. Per realizzare vetrate blu, blu cobalto (alluminato di cobalto (II): CoAl 2 O 4 ) il pigmento è stato miscelato con il vetro. Altri pigmenti blu comuni prodotti dai minerali sono ultramarine ( Na 8-10 Al 6 Si 6 O 24 S 2-4 ), ceruleo blu (principalmente cobalto (II) stanate: Co 2 SnO 4 ), e blu prussiano (milori blu: principalmente Fe 7 (CN) 18 ).
Coloranti naturali per colorare tessuti e arazzi sono stati fatti con le piante. Woad e vero indaco erano usati per produrre tinta indaco usata per colorare i tessuti blu o indaco. Dal XVIII secolo, i coloranti blu naturali sono stati in gran parte sostituiti da coloranti sintetici.

Il lapislazzuli, estratto in Afghanistan per oltre tremila anni, era usato per gioielli e ornamenti, e in seguito fu schiacciato e polverizzato e usato come pigmento. Quanto più era terreno, tanto più leggero diventava il colore blu.

L’azzurrite, comune in Europa e in Asia, è prodotta dagli agenti atmosferici dei giacimenti di minerali di rame. Era schiacciato e polverizzato e usato come pigmento dai tempi antichi,

L’ultramarino naturale, prodotto dalla macinazione e purificazione del lapislazzuli, era il più raffinato pigmento blu disponibile nel Medioevo e nel Rinascimento. Era estremamente costoso, e nell’arte italiana del Rinascimento, era spesso riservato alle vesti della Vergine Maria.

Il blu egiziano, il primo pigmento artificiale, creato nel terzo millennio aC nell’antico Egitto macinando sabbia, rame e natron, per poi riscaldarli. Era spesso usato nelle pitture tombali e oggetti funerari per proteggere i morti nella loro vita ultraterrena.

L’azzurrite macinata era spesso in epoca rinascimentale usata come sostituto del lapislazzuli molto più costoso. Aveva un blu intenso, ma era instabile e poteva diventare verde scuro nel tempo.

Ceruleo è stato creato con rame e ossido di cobalto, e usato per fare un colore blu cielo. Come l’azzurrite, potrebbe sbiadire o diventare verde.

Blu cobalto. Il cobalto è stato usato per secoli per colorare vetro e ceramica; è stato usato per fare le vetrate blu profondo delle cattedrali gotiche e della porcellana cinese a partire dalla dinastia T’ang. Nel 1799 un chimico francese, Louis Jacques Thénard, creò un pigmento sintetico blu cobalto che divenne immensamente popolare tra i pittori.

Il colorante indaco è prodotto dal guado, l’indigofera tinctoria, una pianta comune in Asia e in Africa, ma poco conosciuta in Europa fino al XV secolo. La sua importazione in Europa ha rivoluzionato il colore dell’abbigliamento. È diventato anche il colore utilizzato nei jeans e nei jeans blu. Quasi tutti i coloranti indaco prodotti oggi sono sintetici.

Struttura chimica della tintura indaco, una tintura blu ampiamente prodotta. Le blue jeans consistono nell’1-3% in peso di questo composto organico.

Il pigmento ultramarino sintetico, inventato nel 1826, ha la stessa composizione chimica del blu oltremare naturale. È più vivido del blu oltremare naturale perché le particelle sono più piccole e di dimensioni più uniformi, e quindi distribuiscono la luce in modo più uniforme.

Standard naturali scientifici
Spettro di emissione di Cu 2 +

Spettro elettronico di aqua-ioni Cu (H 2 O) < span class = "cye-lm-tag"> 2 + 6

Perché il cielo e il mare appaiono blu
Dei colori nello spettro visibile della luce, il blu ha una lunghezza d’onda molto breve, mentre il rosso ha la lunghezza d’onda più lunga. Quando la luce del sole passa attraverso l’atmosfera, le lunghezze d’onda blu sono diffuse più ampiamente dalle molecole di ossigeno e di azoto, e più blu arriva ai nostri occhi. Questo effetto è chiamato diffusione di Rayleigh, dopo Lord Rayleigh, il fisico britannico che l’ha scoperto. È stato confermato da Albert Einstein nel 1911.

Vicino all’alba e al tramonto, la maggior parte della luce che vediamo arriva quasi tangente alla superficie terrestre, così che il percorso della luce attraverso l’atmosfera è così lungo che gran parte della luce blu e persino verde è dispersa, lasciando i raggi del sole e il nuvole si illumina di rosso. Pertanto, guardando il tramonto e l’alba, il colore rosso è più percepibile rispetto a qualsiasi altro colore.

Il mare è visto come blu in gran parte per lo stesso motivo: l’acqua assorbe le lunghezze d’onda più lunghe del rosso e riflette e disperde il blu, che viene alla vista dello spettatore. Il colore del mare è anche influenzato dal colore del cielo, riflesso dalle particelle nell’acqua; e dalle alghe e dalla vita vegetale nell’acqua, che può far sembrare verde; o dai sedimenti, che possono far sembrare marrone.

Prospettiva atmosferica
Più lontano è un oggetto, più blu appare spesso agli occhi. Ad esempio, le montagne in lontananza appaiono spesso blu. Questo è l’effetto della prospettiva atmosferica; più lontano un oggetto è lontano dall’osservatore, minore è il contrasto tra l’oggetto e il suo colore di sfondo, che di solito è blu. In un dipinto in cui diverse parti della composizione sono blu, verde e rosso, il blu apparirà più distante e il rosso più vicino allo spettatore. Più è freddo un colore, più sembra distante.

Astronomia
• Un gigante blu è il più grande tipo di stelle. Una supergigante blu è ancora più grande.

Occhi blu
Gli occhi blu in realtà non contengono alcun pigmento blu. Il colore degli occhi è determinato da due fattori: la pigmentazione dell’iride dell’occhio e la diffusione della luce da parte del mezzo torbido nello stroma dell’iride. Nell’uomo, la pigmentazione dell’iride varia dal marrone chiaro al nero. L’aspetto degli occhi blu, verdi e nocciola deriva dalla diffusione della luce di Rayleigh nello stroma, un effetto ottico simile a quello che spiega l’azzurro del cielo. Le iridi degli occhi delle persone con gli occhi blu contengono melanina meno scura rispetto a quelle delle persone con gli occhi marroni, il che significa che assorbono una luce blu a lunghezza d’onda minore, che viene invece riflessa allo spettatore. Il colore degli occhi varia anche in base alle condizioni di illuminazione, in particolare per gli occhi più chiari.

Gli occhi blu sono più comuni in Irlanda, nella zona del Mar Baltico e nel Nord Europa, e si trovano anche nell’Europa orientale, centrale e meridionale. Gli occhi blu si trovano anche in alcune parti dell’Asia occidentale, in particolare in Afghanistan, Siria, Iraq e Iran. In Estonia, il 99% delle persone ha gli occhi blu. In Danimarca, 30 anni fa, solo l’8% della popolazione aveva occhi marroni, anche se attraverso l’immigrazione, oggi quel numero è circa dell’11%. In Germania, circa il 75% ha gli occhi blu.

Negli Stati Uniti, a partire dal 2006, una persona su sei, pari al 16,6% della popolazione totale e al 22,3% della popolazione bianca, ha gli occhi azzurri, rispetto a circa la metà degli americani nati nel 1900 e un terzo dei Americani nati nel 1950. Gli occhi blu stanno diventando meno comuni tra i bambini americani. Negli Stati Uniti, i ragazzi hanno il 3-5 per cento in più di probabilità di avere occhi blu rispetto alle ragazze.

laser
I laser che emettono nella regione blu dello spettro sono diventati ampiamente disponibili al pubblico nel 2010 con il rilascio di una tecnologia di diodo laser 445-447 nm ad alta potenza economica. Precedentemente le lunghezze d’onda blu erano accessibili solo tramite DPSS che sono comparativamente costose e inefficienti, tuttavia queste tecnologie sono ancora ampiamente utilizzate dalla comunità scientifica per applicazioni quali optogenetica, spettroscopia Raman e velocimetria di immagini di particelle, a causa della loro superiore qualità del fascio. I laser a gas blu sono ancora comunemente usati per olografia, sequenziamento del DNA, pompaggio ottico e altre applicazioni scientifiche e mediche.