STEP #27 - La mappa concettuale

Una mappa concettuale riguardo al colorimetro potrebbe svilupparsi in questo modo, secondo una rete neurale semplice:

Grafico realizzato su power point
(cliccare sull'immagine per una migliore lettura)

La parola attorno a cui si evolve tutta la mappa concettuale è la concentrazione di una sostanza all'interno di una soluzione colorata, la quale viene determinata tramite l'uso del colorimetro e con l'aiuto della legge di Lambert-Beer. Questa concentrazione causa l'assorbimento di particolari lunghezze d'onda della luce da parte di un materiale e ci permette di visualizzare determinati colori, dandoci una diversa percezione della realtà. Fondamentale è anche, infatti, la presenza dei concetti di luce e colore, la cui relazione è dimostrata attraverso l'uso del prisma ottico di Newton e spiegata più volte all'interno del blog. Infine, la scienza ottica è branca dell'elettromagnetismo che descrive il comportamento e le proprietà della luce e l'interazione di questa con la materia, principio alla base del funzionamento del colorimetro.

STEP #26 - La chimica e gli strumenti scientifici

La chimica all'interno del colorimetro possiamo semplicemente trovarla alla base del suo funzionamento, quando si parla di concetti di assorbimento di lunghezze d'onda da parte di un materiale e di determinazione di una concentrazione incognita di un'analita all'interno di una soluzione colorata. Un colorimetro, infatti, è uno strumento utilizzato da un chimico per determinare o specificare i colori. Se si sta testando una soluzione incolore, si aggiunge un reagente che reagisce chimicamente con la sostanza, producendo un colore. Oltre ad essere prezioso per la ricerca di base nei laboratori di chimica, i colorimetri hanno molte applicazioni pratiche. Ad esempio, vengono utilizzati per testare la qualità dell'acqua, mediante screening di sostanze chimiche quali cloro, fluoro, cianuro, ossigeno disciolto, ferro, molibdeno, zinco e idrazina. Sono anche usati per determinare le concentrazioni di nutrienti vegetali (come fosforo, nitrato e ammoniaca) nel suolo, calcolare la quantità di emoglobina nel sangue o per identificare farmaci non conformi e contraffatti. Inoltre, sono utilizzati dall'industria alimentare e dai produttori di vernici e tessuti, controllando la qualità e la consistenza dei colori per garantire che ogni lotto abbia lo stesso aspetto.

STEP #24 - Le parole nella storia

Grafico 1 tracciato su Ngram Viewer

In questa immagine ho voluto ripercorrere la storia di alcune parole importanti per quanto riguarda il colorimetro, tra cui l'inventore Duboscq, la scienza della Colorimetria e lo strumento in sé. 
Come possiamo leggere nel grafico (schiacciare sull'immagine o sul link per una migliore lettura) le percentuali sono molto basse, con picchi nella seconda metà dell'Ottocento, periodo in cui nascono i primi colorimetri, e a metà Novecento, anni in cui vengono pubblicati la maggior parte dei brevetti e innovazioni. 

Se invece proviamo ad analizzare termini più generici, ma comunque attinenti allo strumento in esame, come Luce, Colore e Ottica, notiamo come le percentuali si alzino di parecchio e per questo motivo il grafico sottostante non è neanche paragonabile a quello visto in precedenza (per ordini di grandezza differenti).

Grafico 2 tracciato su Ngram Viewer

STEP #17 - I brevetti

Alcuni dei principali brevetti del colorimetro sono:

• Brevetto: US1667478A
  Inventore: Robert E. Klett
  Data di pubblicazione: 24/04/1928
  Questa invenzione ha lo scopo di fornire un dispositivo che sia più facile da azionare, più rapido, meno stancante per gli occhi degli operatori e atto a funzionare sia con luce naturale che artificiale. Tra i vantaggi si possono citare il risparmio di tempo e la facilità di ottenere risultati.
  Lo strumento possiede ancora la forma e i principi di funzionamento del colorimetro di Duboscq.
  
  
  
  Brevetto US1667478A
  
  
  
  
• Brevetto: US2048554A
  Inventore: Milton L. Kuder
  Data di pubblicazione: 21/07/1936
  

  L'invenzione riguarda un colorimetro adatto per l'uso nei laboratori clinici.

  Lo scopo principale è quello di fornire un colorimetro fotoelettrico così innovativo e migliorato che i test colorimetrici possono essere eseguiti facilmente e rapidamente con un grado di accuratezza maggiore. Lo strumento, cosi, inizia ad assumere la forma e le sembianze dei moderni colorimetri da banco.

  
  
  
  Brevetto US2048554A
  
  
  
  
  
  
• Brevetto: US3383979A

  Inventore: Donald F. Gibson

  Data di pubblicazione: 21/05/1968
  Questa invenzione è il primo esempio di sonda colorimetrica. Vantaggi di questo strumento sono quelli di eseguire prove di colore accurate su un soggetto senza preoccuparsi della luce ambientale intorno e di avere una forma compatta, miniaturizzata e portatile.
  
  

  
  Brevetto US3383979A

STEP #15 - I numeri

Diamo dei numeri: 

• 380 nm < 𝜆 < 780 nm, zona spettrale del visibile in cui opera lo strumento;
• 10 nm < 𝜆 < nm, campo dello spettro UV in cui possono operare particolari colorimetri;
• 205 × 70 × 100 mm e 500 g, dimensioni e peso di un colorimetro digitale portatile tradizionale;
• 385 × 192 × 261 mm e 5.8 kg, dimensioni e peso di un colorimetro digitale da banco tradizionale;
• 1 s, tempo per visualizzare i dati su un moderno apparecchio;
• 1854, anno di invenzione del primo colorimetro da parte di Duboscq;
• 17, 5 e 29, numeri nella smorfia napoletana che rappresentano rispettivamente il colore rosso, verde e blu (assorbiti dal campione analizzato).

STEP #13 - La pubblicità

La pubblicità in questione riguarda la nuova versione dell'Apple Pencil, la penna digitale sviluppata da Apple che funziona come un dispositivo di input per l'iPad. 

Apple pencil 3 (Terza generazione)

A luglio 2020 in un brevetto (“Computer System With Color Sampling Stylus”) è emersa la presenza di un sensore di colore direttamente nella penna.

Secondo alcune indiscrezioni, infatti, la nuova versione potrebbe includere all'interno dello stilo un colorimetro digitale per oggetti reali, il quale permetterebbe di toccare una determinata superficie con la punta e ritrovarsi quel preciso colore sull'iPad. Questa sarebbe una novità assoluta e un sogno ad occhi aperti per artisti e designer, che potrebbero disporre di uno strumento utilissimo per il loro lavoro.
Non si sa ancora quando questo prodotto verrà messo sul mercato, ma sicuramente prima del suo arrivo verrà intrapresa un'enorme campagna pubblicitaria in tv, sul web e su altri mass-media per divulgare il più possibile la notizia e far conoscere a tutti le nuove caratteristiche dell'oggetto, proprio come accade oggi per qualsiasi oggetto tecnologico innovativo.

STEP #07 - Il mito

Per quanto riguarda il colorimetro, vorrei esporvi una leggenda messicana, che racconta la storia della nascita dei colori. Essendo il mio strumento risalente a due secoli fa, non ho trovato nessun mito in cui fosse presente, ma mi è sembrato coerente trattare di un tema fondamentale per il suo utilizzo, cioè la presenza dei colori negli oggetti. 

La leggenda narra che tanto tempo esistevano solo due colori, il Bianco e e il Nero.
Un giorno, tutti gli dei si riunirono in assemblea e decisero di partire alla ricerca di altri colori per cambiare questo mondo così triste.
Ognuno degli dei intraprese un viaggio e inventò altri colori a seconda di ciò che vedeva: il Rosso del sangue dopo aver sbattuto la testa, il Verde per rappresentare la speranza, il Marrone dopo aver scavato sotto terra, l'Azzurro dopo aver visto il cielo da una montagna altissima e il Giallo per rappresentare il sorriso di un bambino.
A fine giornata gli dei misero tutti i colori che avevano trovato dentro una scatoletta. Siccome la scatola non era ben chiusa, i colori cominciarono a uscire e a mescolarsi tra loro facendo nascere tanti altri colori. Quando gli dei si svegliarono, videro che i colori erano molti di più dei sette che avevano trovato e cominciarono a lanciarli dappertutto, in modo da abbellire il mondo. 
Gli dei, infine, cominciarono a pensare a un modo per conservare i colori perché temevano di dimenticarli. Ma ecco che, proprio in quel momento, passò di lì la Guacamaya. 

Domitilla DOMINGUEZ, 
Videro arrivare la guacamaya, 1997

Gli dei la presero e le allungarono le piume, poi le appiccicarono addosso tutti i colori che riuscirono. La Guacamaya ancora oggi è fiera di poter mostrare agli uomini che i colori e i pensieri sono tanti e che la bellezza del mondo risiede nella sua varietà.

STEP #06 - Il simbolo

Al colorimetro ho associato un simbolo molto particolare e anche abbastanza popolare, il prisma di Newton. Lo scienziato inglese lo utilizzò per un esperimento in cui scoprì che il colore non era una qualità dei corpi ma della luce stessa e del suo carattere corpuscolare.
In questa immagine non è rappresentato lo strumento in sé, ma penso sia perfetta per esprimere la relazione che c'è tra la luce e il colore, relazione che è anche alla base del funzionamento del colorimetro. Fondamentale è, infatti, comprendere il fenomeno di riflessione e assorbimento delle onde all'interno di un materiale per capire di che colore noi vediamo un determinato oggetto.

Prisma di Newton

(Isaac NEWTON, New Theory about Light and Colours, 1672)

Questo è un simbolo che è stato molto utilizzato e che abbiamo visto spesso in tutti gli ambiti, anche nel mondo musicale. Infatti è apparso sulla copertina del famosissimo album dei Pink Floyd, "The dark side of the moon". Può essere vista, perciò, come un allegoria della relazione che sussiste tra luce e colore. 

Copertina presa dall'album dei Pink Floyd,
 "The dark side of the moon", 1973

STEP #05 - Il principio fisico

Il colorimetro, come sappiamo, ci permette di determinare la concentrazione di un soluto all'interno di una soluzione colorata a concentrazione incognita.
Per determinare la concentrazione incognita del soluto, viene sfruttata la legge di Lambert-Beer, la quale mette in relazione l'assorbanza con il valore di concentrazione.

La formula è la seguente:

A = ε 𑁉 b 𑁉 C

Nella quale:

• ε è il coefficiente di assorbimento molare;
• b è il cammino ottico (cm) ovvero lo spessore della soluzione contenuta nella cuvetta e attraversata dalla luce;
• C è la concentrazione della soluzione (in mol/L) contenuta nella cuvetta;

In parole semplici, un colorimetro funziona facendo passare una specifica lunghezza d’onda di luce attraverso una soluzione, e poi misurando la luce che passa attraverso l’altro lato. Nella maggior parte dei casi, più concentrata è la soluzione, più luce sarà assorbita.

STEP #04 - La scienza

Il colorimetro è lo strumento fondamentale per quella disciplina, la colorimetria, che si occupa di definire un modello matematico in base al quale la sensazione dei colori possa essere misurata, ossia possa essere individuata con dei numeri.
La colorimetria moderna è nata per scopi industriali tra la fine del 1800 e l'inizio del secolo scorso, anche se conosciamo osservazioni che hanno approccio scientifico sul colore ben precedenti, a tale scopo ricordiamo la teoria dell'arcobaleno di Ruggero Bacone, la teoria dei colori di Goethe e gli studi sulla luce dovuti ad Isaac Newton. Questa scienza ha avuto un'ulteriore espansione venendo applicata nel campo della cosmesi, mentre ora, oltre a tutte le problematiche legate alla computer grafica e alla riproduzione dei colori, sta prendendo piede anche per l'analisi e la documentazione di superfici antiche.
La colorimetria, a sua volta, è una branca della scienza ottica, la quale studia i fenomeni relativi all'emissione, alla propagazione e alla ricezione della luce.
Essa è stata definita come "branch of color science concerned with specifying numerically the color of a physically defined visual stimulus” (citazione di  Wyszecki e Stiles, 1982, traduzione: "branca della scienza del colore che si occupa di specificare numericamente il colore di uno stimolo visivo definito fisicamente").

Link e fonti bibliografiche:
- Sergio PALAZZI, Colorimetria. La scienza del colore nell'arte e nella tecnica, Nardini editore, 1995
(Colorimetry. The science of color in art and technology)
- Isaac NEWTON, New Theory about Light and Colours, 1672