Smartphone, tablet, pc: cos’è la tanto temuta luce blu?

La luce blu è fonte di molta preoccupazione per gli effetti nocivi sulla nostra salute, soprattutto considerando che essa è emessa dai dispositivi che utilizziamo maggiormente, quali smartphone, PC e tablet, nonché dalle lampade LED. Infatti, la luce “fredda”, come viene alle volte chiamata la luce blu, è in grado di attraversare il nostro sistema visivo, raggiungere la retina e a lungo andare danneggiarla. L’esposizione a luce di questo tipo causa, come sintomi lievi, bruciore e rossore agli occhi, secchezza, mal di testa; l’esposizione prolungata alla luce blu dovrebbe essere evitata. Ma cos’è e da dove viene la luce blu?

La svolta di Maxwell

Nella seconda metà dell’800 il fisico scozzese James Clerk Maxwell ha messo un punto fermo alla teoria delle onde elettromagnetiche, riassumendone le caratteristiche nelle equazioni che portano il suo nome. In queste equazioni figura in modo evidente il prodotto sotto radice quadrata della costante dielettrica del vuoto per la permeabilità magnetica. Inoltre, forse non proprio inaspettatamente per Maxwell, l’inverso del prodotto delle due costanti, sotto radice, altro non è che la velocità della luce nel vuoto. Che le equazioni relative alle onde elettromagnetiche contengano come costante la velocità della luce porta a concludere che tutte le onde elettromagnetiche si propagano alla velocità della luce e che, importantissimo, la luce è un’onda elettromagnetica.

Le onde elettromagnetiche, e la luce, corrono velocissime, circa 300.000 km/s nel vuoto. Non solo, poiché questo numero emerge come prodotto di due costanti nelle equazioni di Maxwell, Albert Einstein arrivò a concludere che se provassimo a raggiungere la luce, correndo ad una velocità simile, essa manterrebbe del tutto inalterata la sua velocità, rimanendo di fatto irraggiungibile, postulato che è alla base della relatività ristretta.

La luce blu è un’onda elettromagnetica

La luce emessa da qualsiasi lampadina, generalmente, è luce bianca, contiene cioè tutte le lunghezze d’onda dello spettro visibile. La luce blu è caratterizzata da certe lunghezze d’onda dello spettro del visibile. In particolare, sappiamo che le lunghezze d’onda della luce visibile sono comprese tra 380 e 780 nm. Di questo range, la luce blu occupa l’intervallo tra 380 e 500 nm. Trattandosi della zona a lunghezza d’onda minore, questo significa che la radiazione in questione avrà una frequenza maggiore e dunque un’energia maggiore del resto della luce visibile. Questa è dunque la luce blu: un’onda elettromagnetica visibile dall’occhio umano dotata di alta energia, corrispondente alle suddette lunghezze d’onda. Il nostro occhio percepisce come blu queste lunghezze d’onda. La scienza oggi sa che la luce blu può provocare dei danni ai nostri occhi.

Al di sotto di 380 nm, quindi a frequenze ancora maggiori di quelle della luce blu, troviamo la radiazione ultravioletta, che il nostro occhio non è in grado di percepire, non è quindi luce visibile, pur essendo radiazione elettromagnetica tanto quanto lo spettro del visibile. Anche della radiazione ultravioletta si conoscono danni e benefici per l’essere umano. Per quel che riguarda l’occhio, tuttavia, essa viene per lo più assorbita dal cristallino e non raggiunge la retina, come invece riesce a fare la luce visibile. Oltre la luce rossa, a più basse energie, si trovano invece le frequenze relative all’infrarosso, anch’esse non visibili.

Come si produce la luce?

La luce è un’onda elettromagnetica, ma al tempo stesso ha anche struttura corpuscolare: si parla infatti del dualismo onda-corpuscolo. Questa caratteristica della luce è stata confermata agli inizi del ‘900 attraverso l’interpretazione di alcuni importanti esperimenti scientifici, nei quali Albert Einstein ha portato il suo inestimabile contributo con l’interpretazione sperimentale dell’effetto fotoelettrico. La natura corpuscolare della luce fa sì che essa possa essere descritta come costituita da fotoni, corpuscoli privi di massa e dotati di pacchetti energia dipendenti dalla frequenza di una determinata radiazione, che viaggiano alla velocità della luce.

Ci sono diversi modi in cui un fotone può essere prodotto, ossia diversi modi per ottenere radiazione elettromagnetica: ad esempio, attraverso quella che viene chiamata radiazione di frenamento, ossia la produzione di un fotone dovuta a un rallentamento di un elettrone, che perde energia sotto forma, appunto, di radiazione elettromagnetica. Volendo fare un esempio comprensibile ma poco rispettoso verso la fisica, potremmo paragonare l’elettrone che subisce una brusca variazione nel suo stato di moto, e che perde un fotone a causa di tale variazione, a noi che facendo ginnastica perdiamo energia sotto forma di calore e “sudiamo”.

Più in generale, un’onda elettromagnetica si crea quando i campi elettrici e magnetici oscillano. Osservando lo spettro completo delle onde elettromagnetiche, avremo nell’ordine raggi gamma, raggi X, raggi ultravioletti, luce visibile, raggi infrarossi, microonde e onde radio. La luce visibile è l’unica parte dello spettro che noi vediamo ed è una piccola parte dell’intero spettro di onde elettro-magnetiche. La luce blu è parte di essa.

Articolo a cura di Flaminia Malvezzi.