Temperatura di colore

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Lo spazio di cromaticità x,y CIE 1931. Sono evidenziate anche le cromaticità dell'emissione di luce di un corpo nero a varie temperature, e alcune linee di temperatura di colore costante.

Il termine temperatura di colore è utilizzato in illuminotecnica, in fotografia e in altre discipline correlate per quantificare la tonalità della luce. Si misura in kelvin.

Definizione[modifica | modifica wikitesto]

Lo spettro luminoso emesso da un corpo nero presenta un picco di emissione determinato, in base alla legge di Wien, dalla sua temperatura.

T \cdot \lambda_{max} = b,

dove:

  •  b = 2,897 768 5(51) \times 10^{-3} \; \mathrm{m \; K} (valore raccomandato dal CODATA nel 2002) viene detta costante dello spostamento di Wien (b=\frac{1}{5} c_2 dove c_2=1,44 \mathrm{cm \; K} ed è detta seconda costante di radiazione).
  • T è la temperatura assoluta, in kelvin, della sorgente (corpo nero);
  • \lambda_{max} è lunghezza d'onda espressa in metri in corrispondenza della quale il corpo radiante, supposto ideale, emette la massima radiazione, vale a dire emette la massima potenza (per unità di superficie)[1].

Una sorgente reale differisce da un corpo nero ideale; tuttavia, a scopo divulgativo, si ammette che l'analogia rimanga valida.

Si definisce pertanto temperatura di colore di una data radiazione luminosa la temperatura che dovrebbe avere un corpo nero affinché la radiazione luminosa emessa da quest'ultimo appaia cromaticamente la più vicina possibile alla radiazione considerata.

Una temperatura intorno ai 2 000 K corrisponde al colore arancione. A valori di temperatura inferiori corrispondono il rosso e, ancora più in basso, l'infrarosso, non più visibile, mentre in ordine crescente la luce è dapprima bianca, quindi azzurra, violetta e ultravioletta. Controintuitivamente, quindi, la luce definita “calda” nell'uso comune (ovvero con tonalità tendenti al rosso-giallo) ha in realtà una temperatura di circa 1 500-2 000 gradi inferiore a quella definita “fredda” (tendente all'azzurro chiaro-bianco), e ciò per via della comune associazione dell'idea di “caldo” a tonalità di colore prossime all'infrarosso e “freddo” a quelle altresì tendenti all'ultravioletto.

Lo spettro cromatico corrispondente alle varie temperature di colore


Si precisa che ha senso parlare di temperatura di colore solo se la sorgente di luce emette uno spettro di energia continuo. Ciò non si verifica, di conseguenza, per tutte le sorgenti luminose.

Determinazione[modifica | modifica wikitesto]

Un corpo solido riscaldato all'incandescenza emette prevalentemente nella gamma della luce visibile e la lunghezza d'onda del picco di emissione varia al variare della temperatura. Nelle normali lampade a incandescenza la lunghezza d'onda è spostata verso valori maggiori e la luce prodotta, intorno a un valore di 2 800 K presenta una componente gialla accesa nettamente maggioritaria. Nelle lampade alogene si riesce ad aumentare la temperatura del filamento ottenendo una luce gialla pallida quindi con uno spostamento verso il bianco, intorno a un valore di 3 200 K.

Nelle lampade a scarica non fluorescenti il colore è determinato dallo spettro di emissione del gas alla pressione a cui si trova. Nelle lampade fluorescenti, anch'esse lampade a scarica ma che producono luce attraverso un procedimento elettrochimico diverso, dove la vera e propria scarica elettrica provoca l'eccitazione, e perciò la luminescenza, delle polveri fluorescenti depositate uniformemente all'interno della lampada stessa, la tonalità della luce dipende dalla scelta del materiale fluorescente utilizzato (per questo si possono avere lampade a fluorescenza di colori differenti. Si noti che il fenomeno della fluorescenza differisce solo qualitativamente da quello della fosforescenza, essendo entrambi processi di interazioni tra radiazione e materia di tipo non risonante, cioè con conversione di energia (e quindi di frequenza); la differenza principale consiste nel fatto che la fluorescenza è caratterizzata da una dinamica instabile, mentre la fosforescenza da una dinamica metastabile: in altri termini nel primo caso, al cessare dell'eccitazione causante la luminescenza, l'emissione di luce è pressoché istantanea, nel secondo caso può durare a lungo. Ricordiamo, inoltre, che le lampade appartenenti alla categoria delle fluorescenti non hanno nulla a che fare con le lampade al neon, usate in prevalenza per le insegne commerciali.

Spesso sono riportate le temperature di colore del bianco dei monitor per PC, siano essi di tipo CRT, LCD o al plasma, ma questa temperatura, in realtà, non avrebbe senso, in quanto tale bianco è prodotto per metamerismo dalla somma dei colori fondamentali (Red, Green e Blue) prodotti dai diversi fosfori.

Esempi[modifica | modifica wikitesto]

A seguire si riportano i valori, in ordine crescente, della temperatura di colore di alcune sorgenti di luce comuni:

  • Luce di una candela: circa 1 000 K
  • Lampada a incandescenza da 40 W: 2 650 K
  • Lampada fluorescente extracalda: 2 700 K
  • Lampada a incandescenza da 60 W: 2 760 K
  • Lampada a incandescenza da 75 W: 2 820 K
  • Lampada a incandescenza da 100 W: 2 900 K
  • Lampada a incandescenza da 200 W: 2 980 K
  • Lampada fluorescente cosiddetta “bianco caldo”: 3 000 K
  • Lampada per uso fotografico da 500 W: 3 400 K
  • Lampada fluorescente cosiddetta “bianco neutro”: 3 500 K
  • Lampada fluorescente cosiddetta “bianco freddo: 4 000 K
  • Luce solare diretta al mezzogiorno locale : ~4 900 K (parametro influenzato da stagione e latitudine , limpidezza e umidità atmosferica)
  • Lampada fluorescente cosiddetta “luce normalizzata” (D50) per processi di stampa e pre-stampa: 5 000 K
  • Bianco puro, o “punto acromatico di riferimento”, corrispondente al punto di eguale energia nel diagramma CIE: tra 5 455 e 5 500 K
  • Luce solare al di fuori dell'atmosfera terrestre: 5 777 K (non equivalente all'analoga temperatura di un ipotetico corpo nero)
  • Luce d'ambiente in pieno giorno: ~6 500 K
  • Lampada fluorescente diurna: 6 500 K
  • Luce del cielo totalmente nuvoloso: ~7 000 K
  • Lampada fluorescente superdiurna: 8 000 K
  • Luce del cielo parzialmente nuvoloso: tra 8 000 e 10 000 K
  • Luce del cielo sereno: normalmente tra 10 000 e 20 000 K

Per quanto riguarda le lampade fluorescenti, la normativa UNI 12464 parla di:

  • “bianco caldo” per temperatura di colore inferiore a 3 300 K
  • “bianco neutro” per temperatura di colore compresa tra 3 300 e 5 300 K
  • “bianco freddo” per temperatura di colore superiore a 5 300 K

Si noti anche che, a parità di temperatura di colore, le tonalità di due diverse radiazioni luminose possono apparire lievemente differenti a seconda del materiale utilizzato dalla fonte luminosa come è il caso, a titolo esemplificativo, delle lampade fluorescenti trifosforo rispetto a quelle pentafosforo.

Note[modifica | modifica wikitesto]

  1. ^ Caforio-Ferilli, pag. 19

Bibliografia[modifica | modifica wikitesto]

  • Antonio Caforio, Aldo Ferilli, Dalla meccanica alla costituzione della materia, Vol. 2, Milano, Le Monnier, 2001, ISBN 88-00-49754-3.

Voci correlate[modifica | modifica wikitesto]