La visione umana e quella degli animali - The human sight and the one of animals

La luce è una forma di energia radiante costituita da un insieme di piccole particelle energetiche chiamate quanti o fotoni. Trattandosi di una radiazione elettromagnetica, è costituita da onde con diversa lunghezza, frequenza ed ampiezza; quando la lunghezza d’onda risulta compresa tra 400 e 700 nm, la luce può essere rilevata dal nostro sistema visivo, rientrando nello spettro delle radiazioni visibili

Queste vengono percepite come blu, quando la lunghezza d’ onda è di circa 400 nm, per passare al magenta ed al verde fino al rosso, quando la radiazione è di circa 700 nm. Il fenomeno della visione ha inizio quando la luce, a contatto con la retina, viene trasformata in impulso elettrico, quest’ultimo viaggia lungo le vie ottiche fino ad arrivare alla corteccia occipitale dove viene convertito in punti immagine.

Il piano di percezione è composto dai cosiddetti fotorecettori, cellule sensibili alle radiazioni luminose, rappresentati dai coni e dai bastoncelli, ripartiti in modo ineguale nella retina. A livello della fovea sono infatti presenti esclusivamente coni, progredendo verso la periferia i bastoncelli diventano invece più numerosi.  I bastoncelli, insensibili ai colori, sono responsabili della visione notturna (visione scotopica), i coni, invece, sono responsabili della visione dei colori e risultano sensibili ad illuminazione piuttosto intensa (visione fotopica).

Diversa è invece la visione degli animali. Qualche esempio dei più comuni:

Il cane, da vicino, vede sfocato e può riconoscere un numero inferiore di colori (confonde il rosso con l’arancione e il giallo, per esempio). In compenso, con una luce fioca, distingue gli oggetti meglio di un essere umano.

I felini hanno un campo visivo di 200°, più ampio di quello umano che ne copre 180°. Anche loro, rispetto all’uomo, riconoscono peggio i colori, ma la visione notturna è otto volte migliore grazie a una speciale formazione cellulare dietro la retina.

L’occhio degli insetti è composto da unità indipendenti, ciascuna delle quali trasmette un'informazione al cervello. Le diverse "visioni" vengono poi ricomposte come un mosaico. Nel caso delle api, le tessere sono pressapoco esagonali. Anche gli insetti vedono i colori, ma in modo diverso dagli umani e basato sulla luce ultravioletta.

Gli uccelli dispongono di recettori visivi in surplus rispetto agli umani che consentono loro una vista più variegata. Ad esempio sono in grado di percepire le gradazioni nel campo dell’ultravioletto, tanto che in alcune specie il piumaggio cambia colore in base al sesso in maniera non percettibile all’occhio umano. Certi rapaci possiedono nella parte centrale dell’occhio un’area dove i fotorecettori sono molto concentrati e consentono ingrandimenti due volte e mezza superiori rispetto all’uomo.

The light is a form of radiant energy consisting of a set of small particles of energy called quanta or photons. Since this is an electromagnetic radiation, is composed of waves with different length, frequency and amplitude; when the wavelength appears between 400 and 700 nm, the light can be detected by the visual system beeing in the spectrum of visible radiation.

These are perceived as blue, when the length of wave is about 400 nm, and switch to magenta, to green and to red, when the radiation is about 700 nm. The phenomenon of vision begins when the light, in contact with the retina, is converted into electrical pulse, the latter travels along the visual pathways up to the occipital cortex where it is converted into image points. 

The plane of perception is composed of so-called photoreceptors, cells sensitive to light radiation, represented by the cones and rods, unevenly distributed in the retina. At the level of the fovea are present exclusively cones, progressing towards the periphery rods, instead, become more numerous. The rods, insensitive to the colors, are responsible for night vision (scotopic vision), cones, however, are responsible for color vision and are sensitive to light rather intense (photopic vision).

Different is instead the vision of the animals. Some examples of the most common:

The dog, close up, sees blurred and can recognize a smaller number of colors (red blends with orange and yellow, for example). On the other hand, with a dim light, they distinguish objects better than a human being.

The cats have a visual field of 200 °, broader than the human that it covers 180 °. They, too, than the man, worse recognize colors, but the night vision is eight times better thanks to a special cell formation behind the retina.

The eye of the insect is composed of independent units, each of which transmits information to the brain. The different "visions" are then reassembled like a mosaic. In the case of bees, the tiles are roughly hexagonal. Even insects see colors, but in a different way from humans and based on ultraviolet light.

The birds have visual receptors surplus than humans that allow them a more varied view. For example they are able to perceive the gradations in the ultraviolet field, so that in some species the plumage changes color according to in a manner not perceptible to the human eye sex. Some birds of prey have in the central part of the eye area where the photoreceptors are very focused and allow enlargements twice and upper half relative to men.

I colori percepiti meglio dall'occhio umano - Colors better perceived by the human eye

L'occhio umano valuta in misura diversa l'intensità corrispondente alle varie lunghezze d'onda ed è per questo che uguali quantità di energia raggiante di differenti lunghezze d'onda non provocano un'impressione luminosa di uguale intensità. Se, ad esempio, si considerano uguali quantità di energia per tutte le varie lunghezze d'onda e si paragona l'intensità dell'impressione luminosa ricevuta, si constata che alla radiazione giallo verde (lunghezza d'onda pari a 555nm), corrisponde l'impressione luminosa più intensa mentre le radiazioni rosse e violette determinano un'impressione molto più debole. A seguito di esperimenti effettuati su un gran numero di persone è stato possibile rappresentare graficamente (vedi figura) la sensibilità spettrale relativa dell'occhio umano. La sensibilità dell'occhio alla radiazione giallo verde è stata considerata come pari al 100% ed a tale lunghezza d'onda corrisponde un fattore di sensibilità visiva uguale ad uno. La sensibilità a tutte le altre lunghezze d'onda può essere espressa in rapporto a questa sensibilità massima. Così, ad esempio, il fattore di sensibilità dell'occhio per la radiazione di colore arancio (corrispondente ad una lunghezza d'onda di 600 nm) è di 0,63.

Le radiazioni di lunghezza d’onda compresa tra 780nm e 1mm e quella di lunghezza d’onda comprese tra 350nm e 100nm non sono visibili all'occhio umano e costituiscono la banda rispettivamente delle radiazioni infrarosse e di quelle ultraviolette. Le suddette radiazioni ultraviolette ed infrarosse possono provocare, con il passare del tempo, un più o meno marcato degrado delle cose esposte e danni alla persona.

The human eye measures in different the intensity corresponding to the various wavelengths and is for this reason that equal quantities of radiant energy of different wavelengths do not cause a light impression of equal intensity. If, for example, the same amount of energy is considered for all the different wavelengths and compares the strength of the received light, it is found that the yellow-green radiation (wavelength equal to 555nm), corresponds to the 'impression light more intense radiation while red and violets determine an impression much weaker. As a result of experiments carried out on a large number of people has been possible to represent graphically (see figure) the relative spectral sensitivity of the human eye. The sensitivity of the eye to the radiation yellow green was considered as equal to 100%, and in this wavelength corresponds to a factor of visual sensitivity equal to one. The sensitivity to all other wavelengths can be expressed in relation to this maximum sensitivity. Thus, for example, the sensitivity factor of the eye to the radiation of orange color (corresponding to a wavelength of 600 nm) is 0.63.

The radiation of wavelength between 780nm and 1mm and that of wavelength between 350nm and 100nm, respectively, are not seen by the uman eye and form the band of infrared and ultraviolet  radiations . The above ultraviolet and infrared radiations can cause, along the time, a more or less marked degradation of the things on display and personal injury.

 

Gradazione della luce delle lampade - Gradation of the light of the lamps

La tabella indica graficamente la gradazione " K " e le principali lampade associate.
La tabella indica graficamente la gradazione " K " e le principali lampade associate.

Il termine temperatura di colore è utilizzato, in

illuminotecnica, per quantificare la tonalità della luce. Si misura in Kelvin ( K ) ed è

comparata ad un corpo nero ideale pari a 0 K.

Una sorgente reale differisce da un corpo nero; 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. Contro-intuitivamente, 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.

la radiazione ultravioletta (UV o raggi ultravioletti o luce ultravioletta) è un intervallo della radiazione elettromagnetica, appartenente allo spettro elettromagnetico, con lunghezza d'onda immediatamente inferiore alla luce visibile dall'occhio umano, e immediatamente superiore a quella dei raggi X. Il nome significa "oltre il violetto" (dal latino ultra, "oltre"), perché il violetto è l'ultimo colore ad alta frequenza visibile dello spettro percepito dall'uomo, cioè quello con la lunghezza d'onda più corta. E' da rilevare che l'esposizione prolungata alla radiazione ultravioletta, vicina ai raggi X, è dannosa ad alcuni organi del corpo umano. Particolarmente, i raggi UV-B sono ritenuti una delle cause di cancro alla pelle come il melanoma Sono anche i principali responsabili dell' invecchiamento della pelle e dannosi per gli occhi  

A real source differs from an ideal black body; However, for dissemination purposes, we admit that the analogy remains valid.It therefore defines a color temperature of a given light radiation that the temperature should have a black body so that the light radiation emitted by the latter appear chromatically the nearest possible to the radiation considered.

A temperature of about 2000 K corresponds to the color orange. A lower temperature values match the red and, still lower, infrared, no longer visible, while in increasing order light is first white, then blue, violet and ultraviolet. Counter-intuitively, therefore, the light called "hot" in the common use (ie with shades tending to yellow-red) actually has a temperature of about 1500-2000 degrees lower than the defined "cold" (tending to blue light -white), and this because of the common association of the idea of "hot" in color tone near-infrared and "cold" to those also tending to ultraviolet. Ultraviolet radiation (UV or ultraviolet rays or ultraviolet light) is an interval of the electromagnetic radiation belonging to the electromagnetic spectrum, with wavelength immediately below the visible light by the human eye, and immediately above that of the X-rays The name means "beyond violet" (from Latin ultra, "over"), because the violet color is the last high-frequency visible spectrum perceived by man, that is, the one with the wavelength shorter. It 'should be noted that prolonged exposure to ultraviolet radiation is harmful to some organs of the human body.

The UV-B  rays are considered one of the causes of skin cancer such as melanoma. They are also the main causes of 'skin aging and harmful to eyes.

Comparazione della luce del sole e delle diverse lampade - Comparison of light of the sun and of different lamps

 A seconda dell’ora del giorno e delle condizioni meteorologiche la luce naturale del sole assume colorazioni diverse. A mezzogiorno, con il cielo sereno, la luce del sole è bianca, cioé priva di dominanti colorate. Al tramonto ed all’alba assume dei colori caldi, tendenti al giallo ed al rosso. Al contrario, quando il cielo è nuvoloso, la luce è fredda ed assume un colore bluastro.

La temperatura del colore viene misurata in gradi Kelvin : la luce emessa da una candela misura circa 1000 gradi Kelvin, la luce del sole a mezzodì in una giornata serena 5000K, nel tardo pomeriggio 3000K, tra i 6000K e gli 8000K in una giornata nuvolosa. Noi non ci facciamo molto caso, poiché il nostro cervello si adatta immediatamente a questi cambiamenti, ma in realtà gli oggetti intorno a noi, nell´arco della giornata, variano la tonalità del proprio colore percepito.  Secondo la scala Kelvin, più è alto il numero, più la luce tende al blu (luce fredda); più è basso il numero, più la luce tende al rosso (luce calda).

Tradizionalmente, nella nostra vita quotidiana, siamo abituati a luce artificiale a tono caldo, in quanto molte delle lampadine che vengono utilizzate nelle abitazioni sono al tungsteno. La luce emessa da una normale lampadina al tungsteno da 100 watt mediamente ha una temperatura colore di circa 2800 K, quindi luce calda.  Con le nuove normative le lampade al tungsteno sono state vietate ( non per la luce )

Depending on the time of day and weather conditions , the natural sunlight takes on different colors. At noon, the clear sky, the sunlight is white, that is free of the dominant colors. At dusk and dawn it takes warm color, tending to yellow  and to red. Conversely, when the sky is cloudy, the light is cold and takes on a bluish color. The color temperature is measured in Kelvin degrees : the light emitted from a candle is about 1000 degrees , the sunlight at noon on a clear day 5000K, 3000K in the late afternoon, between 6000K and 8000K on a cloudy day. We do not get much attention, since our brain adapts immediately to these changes, but actually the objects around us, throughout the day, change the tone of its perceived color. According to the Kelvin scale, the higher the number, the more the light tends to blue (cold light); the lower the number, the more the light tends to red (warm light).
Traditionally, in our daily lives, we are used to artificial light in warm tone, as many of the light bulbs that are used in homes are tungsten. The light emitted from a standard 100 watt tungsten light bulb on average has a color temperature of about 2800 K, and then warm light. With the new regulations tungsten lamps have been banned (not due the light ).