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 #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 #11 - I costruttori

La produzione dei colorimetri è sempre stata affidata a costruttori esperti nel campo dell'ottica e della fotometria.
Lo stesso Duboscq possedeva un laboratorio di strumenti ottici, ereditato dal suocero Jean-Baptiste-François Soleil, in cui poteva effettuare degli esperimenti sulla luce e inventare e commercializzare nuovi apparecchi. 
Per quanto riguarda il XIX secolo, Giovanni Battista Amici è considerato uno dei maggiori costruttori di strumenti scientifici ottici del suo tempo. In particolare, egli perfezionò il moderno microscopio e realizzò telescopi, cannocchiali, livelli, meridiane, e prismi.
Oggi non esiste più questa figura del costruttore, ma la produzione dei colorimetri è affidata a moltissime aziende specializzate in questo campo, le quali creano dispositivi differenti a seconda dell'ambito di utilizzo e dell'analisi da effettuare. Per citarne qualcuna: la Konica Minolta che produce colorimetri da banco per laboratori, la HANNA Instruments che vende colorimetri particolari per l'analisi ambientale di acque, la S.A.M.A. ITALIA SRL per l'analisi del colore nell'industria tessile, e molte altre.

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.