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.

Temperatura di colore è un termine usato in illuminotecnica, in fotografia e in altre discipline correlate per quantificare la tonalità della luce. Si misura in kelvin.

Definizione[modifica | modifica sorgente]

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 ai fini esplicativi, si ammette che l'analogia rimanga valida. Pertanto, si definisce 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 bassa – sempre nell'incandescenza, intorno ai 2 000 K – corrisponde a un colore arancione. Scendendo si passa gradualmente al rosso e all'infrarosso, non più visibile, mentre salendo di qualche migliaio di kelvin la luce si fa prima bianca, quindi azzurra, violetta e ultravioletta. Quando si dice che una luce è calda, questa corrisponde a una temperatura di colore bassa, viceversa una temperatura maggiore produce una luce definita fredda. Tale definizione ha una motivazione psicologica, poiché la nostra mente tende ad associare a colori come il rosso o il giallo-arancio l'idea di caldo e a colori come il bianco o l'azzurro l'idea di freddo.

Color temperature.svg

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

Determinazione[modifica | modifica sorgente]

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 sorgente]

Qui di seguito sono riportate le temperature di colore di alcune sorgenti di luce comuni:

  • Luce di una candela: circa 1 000 K
  • Lampada domestica a incandescenza da 40 W: 2 650 K
  • Lampada fluorescente extracalda: 2 700 K (la luce emessa da questo tipo di lampada appare di colore giallo scuro, un po tendente all'arancione, molto gradevole e riposante)
  • Lampada domestica a incandescenza da 60 W: 2 760 K
  • Lampada domestica a incandescenza da 75 W: 2 820 K
  • Lampada domestica a incandescenza da 100 W: 2 900 K
  • Lampada domestica a incandescenza da 200 W: 2 980 K
  • Lampada fluorescente warm white (bianco caldo): 3 000 K (la luce appare di colore gialla)
  • Lampada Photoflood da 500 W per uso fotografico: 3 400 K
  • Lampada fluorescente white (bianco neutro): 3 500 K (la luce appare di colore Gialla chiara tendente, in modo molto lieve, al bianco sporco verdastro)
  • Lampada fluorescente cool white (bianco freddo): 4 000 K (la luce appare di colore bianco, con lievissimi accenni di giallo)
  • Luce solare diretta, al mezzogiorno locale: 4 850/4 900 K (dato medio indicativo su scala globale; vi influisce la latitudine: tropicale, medio-bassa, medio-alta, artica, conseguentemente il periodo dell'anno e l'ora all'interno del giorno. Decisamente importante la limpidezza atmosferica ma anche l'umidità dell'aria.)
  • Lampada fluorescente luce normalizzata (D50): 5 000 K (la luce prescritta per i processi di stampa e pre-stampa, luce quasi perfettamente bianca)
  • Il bianco puro, detto anche punto acromatico di riferimento ("E" nel Locus Planckiano o "EE" stante per equal energy white point), corrispondente al punto di eguale energia nel diagramma CIE, è collocato tra i 5 455 K e i 5 500 K.
  • Luce solare al di fuori dell'atmosfera terrestre: 5 777 K (non sono equivalenti a 5 777 K di un ipotetico corpo nero, il Sole ha picchi nella luce visibile maggiormente tendenti al ciano-blu di un corpo nero ipotetico o di una lampada "a luce bianca" e fatte le debite proporzioni e contestualizzazioni emette meno nell'ultravioletto invisibile rispetto a un corpo nero ipotetico o a una sorgente di luce artificiale)
  • Luce d'ambiente in pieno giorno (luce diurna): mediamente, circa 6 500 K
  • Lampada fluorescente daylight (diurna): 6 500 K (la luce appare di colore bianco argenteo intensissimo)
  • Luce del cielo totalmente nuvoloso: circa 7 000 K
  • Lampada fluorescente skywhite (superdiurna): 8 000 K (la luce appare di colore argenteo quasi azzurrino)
  • Luce del cielo parzialmente nuvoloso: 8 000 - 10 000 K
  • Luce del cielo sereno: normalmente da 10 000 a 20 000 K (il valore più elevato è per il cielo di colore azzurro intenso a nord, tale valore può essere talvolta superato)

C'è da dire che, in generale (anche se, per convenzione, le lampade fluorescenti con 4 000 K sono denominate cool white) si parla, secondo la norma UNI 12464, di:

  • bianco caldo se la temperatura di colore è minore di 3 300 K,
  • bianco neutro se la temperatura di colore è tra i 3 300 e i 5 300 K,
  • bianco freddo se la temperatura di colore è superiore ai 5 300 K.

È anche da notare che, a parità di temperatura di colore, le tonalità di due diverse radiazioni luminose possono apparire lievemente differenti, come, per esempio, quella emessa da una lampada fluorescente trifosforo e quella emessa da una lampada fluorescente pentafosforo. Per le lampade fluorescenti e anche per altre sorgenti luminose la tonalità luminosa, e quindi la temperatura di colore, viene solitamente indicata dai produttori con un particolare codice di tre cifre detto codice di colore.

Note[modifica | modifica sorgente]

  1. ^ "Dalla Meccanica alla costituzione della Materia", Caforio-Ferilli, Le Monnier, volume 2, pagina 19

Voci correlate[modifica | modifica sorgente]