Dopo aver letto tutti gli articoli sul colore, mi sorge una domanda: cosa succede quando una radiazione (es. luce) colpisce la materia (es. una mela)? O meglio, come avviene il processo di "riflessione della radiazione"?
Se ho ben capito, una radiazione incidente colpisce un corpo, questo "riflette" la radiazione con più o meno diversa lungezza d'onda: questa arriva al nostro occhio e noi abbiamo lo stimolo di colore. Giusto? Ma come avviene tutto ciò?
La descrizione del fenomeno della visione dei colori fornita dall'autore della domanda è sostanzialmente corretta.
Per quanto riguarda il processo di riflessione della luce il meccanismo è il seguente. Il campo elettrico dell'onda elettro magnetica incidente esercita una forza sugli elettroni presenti nel corpo. La forza dovuta al campo magnetico dell'onda produce effetti trascurabili. Consideriamo prima un'onda incidente monocromatica di frequenza assegnata. La frequenza, come è noto, corrisponde alla nostra senzazione di colore. Sotto l'azione del campo oscillante dell'onda, gli elettroni del corpo iniziano ad oscillare e irraggiano onde (sferiche) della stessa frequenza (colore) dell'onda incidente. Le onde secondarie prodotte dagli elettroni si propagano sia all'interno del corpo che nello spazio circostante, dando luogo all'onda trasmessa e riflessa, rispettivamente. L'onda trasmessa può attraversare il corpo o essere assorbita al suo interno. L'onda riflessa viene riemessa nello spazio circostante ed è generata dalle oscillazioni indotte negli elettroni del corpo prossimi alla sua superficie. La frequenza delle onde secondarie è la stessa della frequenza dell'onda incidente e questo spiega perché qualunque corpo illuminato con luce monocromatica appare dello stesso colore della sorgente di luce.
La luce naturale "bianca" contiene molte frequenze (colori) ed il suo campo elettrico cambia nel tempo in modo casuale. Se gli elettroni nel corpo fossero liberi di muoversi seguendo il campo elettrico della luce incidente, si muoverebbero di moto casuale anch'essi, irraggiando luce anch'essa "bianca". Questo avviene nel caso degli elettroni di conduzione nei metalli, i quali appaiono di colore argenteo (con varie sfumature) e riflettono egualmente tutti i colori, come negli specchi. Se invece gli elettroni del corpo sono legati agli atomi (elettroni di valenza) come nei materiali isolanti, essi irraggiano prevalentemente onde di particolare frequenze, quelle "risonanti" con il moto orbitale degli elettroni attorno ai nuclei atomici. Queste frequenze "risonanti" dipendono dalla struttura atomica e molecolare del materiale o, per l'onda riflessa, del suo strato superficiale. In tal modo, dei colori che compongono la luce incidente, solo alcuni (quelli "risonanti") vengono riemessi nell'onda secondaria con buona efficienza. La luce riflessa dal corpo acquista pertanto un colore diverso da quello della sorgente e caratteristico del materiale che ricopre la sua superficie (ad esempio, vernice).
Si può dimostrare (teorema di estinzione di Oseen) che, se la radiazione incidente è ben collimata (onda piana) e se la superficie del copro è liscia, le onde sferiche riemesse dagli elettroni si combinano formando un'onda collimata trasmessa (secondo al nota legge di Snell) e un'onda collimata riflessa specularmente. Se la superficie è ruvida, invece, la riflessione avviene in tutte le direzioni (riflessione diffusa).