Perché le fiamme non fanno ombra?

Ehi, ma guarda un po’ qui! Ti sei mai fermato a pensare a quella cosa assurda delle fiamme? Sì, dico proprio loro, quelle che danzano allegramente nel camino o che illuminano le candeline sulla torta. Ci hai mai fatto caso che, per quanto luminose possano essere, non proiettano un’ombra? Ma scherziamo? Il sole proietta un’ombra, una lampadina proietta un’ombra, persino il tuo gatto quando si sdraia sulla scrivania proietta un’ombra! E invece ‘ste benedette fiamme, niente! Sembra che facciano a gara a chi è più trasparente. Ma allora, che diavolo succede? È magia nera? Un complotto dei produttori di candele? Nossignori! C’è della fisica di mezzo, e credimi, è molto più interessante di quanto sembri. Preparati a scoprire il segreto dietro questo piccolo mistero del quotidiano, perché qui si svela tutto, con la solita dose di luce, un pizzico di energia e tanta, tanta ottica. Non ti muovere, che tra poco ti spiego tutto, come si deve!

La luce che non blocca la luce

Immagina per un attimo di avere una torcia potentissima in mano. Se la punti contro un muro, vedrai un bel cerchio luminoso. Se poi ci metti in mezzo una pallina, ecco che appare l’ombra, no? La pallina blocca la luce, impedendole di raggiungere il muro in quel punto. Logico, no? E se la pallina fosse trasparente? Diciamo una di vetro. Beh, anche una pallina di vetro, seppur meno netta, creerebbe una specie di “ombra opaca”, perché comunque un po’ di luce viene deviata o assorbita. Questo è il succo della formazione delle ombre: un ostacolo che interrompe il percorso rettilineo dei raggi luminosi.

Ora, pensa alla fiamma. Cos’è una fiamma, alla fin fine? È un insieme di gas caldissimi, che reagiscono tra loro in un processo di combustione. Questi gas sono incandescenti, cioè emettono luce propria, un po’ come un filamento di una vecchia lampadina a incandescenza, ma molto più caotico e, diciamocelo, più affascinante. Il punto cruciale è questo: una fiamma è composta principalmente da particelle che emettono luce e da gas che sono, in gran parte, trasparenti alla luce che li circonda.

Il trucco dei gas incandescenti

Qui sta il genio della cosa. Quando una fiamma brucia, non è un “blocco” solido o opaco che si frappone tra la sorgente luminosa (diciamo il sole o una lampada) e la superficie dove si formerebbe l’ombra. Al contrario, la fiamma stessa emette una sua luce, e i gas che la compongono sono così poco densi e così caldi che la luce proveniente dall’esterno li attraversa quasi senza problemi. È un po’ come cercare di fare ombra a un laser con un altro laser. Non funziona, vero?

Certo, una fiamma non è perfettamente trasparente come l’aria pura. Ci sono particelle di fuliggine incandescenti e vapori che possono assorbire o disperdere un po’ di luce. Questo spiega perché, se osservi attentamente, la parte interna di una fiamma (il cono bluastro, per intenderci) può apparire più scura, e quella esterna più luminosa. Ma la quantità di luce che la fiamma assorbe o devia è minima rispetto alla quantità di luce che emette o che la attraversa semplicemente.

La fiamma: un’artista dell’energia

Le fiamme sono delle vere e proprie centrali di energia. Durante la combustione, vengono rilasciati fotoni, le particelle di luce. Questa luce può avere diverse lunghezze d’onda, a seconda della temperatura e delle sostanze che bruciano, ed è proprio questo che vediamo come colore della fiamma. Ma il punto fondamentale è che la fiamma non è un ostacolo alla propagazione della luce nel senso classico del termine. Non la blocca, la modifica, la arricchisce con la sua emissione.

Pensa alla differenza tra un muro di mattoni e una tenda trasparente. Il muro blocca la luce e crea un’ombra netta. La tenda trasparente la lascia passare, magari un po’ diffusa, ma non crea un’ombra definita. La fiamma si comporta più come la tenda trasparente, ma con un bonus: emette anche luce sua!

Esperimento mentale: il tuo amico fiamma

Proviamo a fare un gioco. Immagina di avere una lampada puntata su un muro bianco. Ora, metti in mezzo una candela accesa. Cosa succede? Vedrai la luce della lampada proiettare un’ombra, ma sarà un’ombra molto debole, sfocata, quasi invisibile nella zona illuminata dalla fiamma stessa. Se poi la fiamma fosse abbastanza grande e luminosa, potrebbe addirittura “cancellare” l’ombra proiettata dalla lampada, perché la sua luce diretta è più intensa dell’assenza di luce creata dall’ostacolo. È un po’ come dire che il sole è così luminoso che cancella le ombre delle nuvole sottili, se non sono troppo dense.

Questo dimostra che le fiamme non sono oggetti “densi” nel senso ottico che usiamo per definire un oggetto che crea un’ombra. La loro natura gassosa e la loro intrinseca emissione luminosa le rendono un caso speciale nel mondo dell’ottica.

Confronto tra ostacoli luminosi

Questa tabellina riassume bene il concetto. La fiamma si posiziona in una categoria a sé stante, perché non si limita a bloccare, ma aggiunge la sua personale “scintilla” al tutto.

Energia che danza, luce che non si ferma

In sintesi, la ragione per cui le fiamme non fanno ombra è legata alla loro natura di gas incandescenti che emettono luce propria e che sono sufficientemente trasparenti da non bloccare in modo significativo la luce proveniente da altre fonti. Non sono ostacoli solidi o opachi che interrompono il flusso luminoso, ma piuttosto fenomeni dinamici che partecipano attivamente alla danza della luce e dell’energia.

La prossima volta che vedrai una candela accesa, potrai sorridere pensando che non sta solo decorando la tua tavola, ma sta anche facendo un piccolo scherzetto alle leggi classiche dell’ottica, dimostrando che a volte, ciò che non blocca, può illuminare ancora di più. Mica male per un mucchietto di gas in fumo, no?

Domande frequenti

Perché vedo la fiamma così luminosa se non fa ombra?

La fiamma è luminosa perché la combustione è un processo che rilascia energia sotto forma di luce (fotoni). La sua luminosità intrinseca è ciò che rende difficile o impossibile per lei bloccare la luce di altre fonti, creando un’ombra visibile. È un’emissione attiva, non un blocco passivo.

Ma se la fiamma è fatta di gas, perché il fumo fa ombra?

Il fumo è composto da particelle solide (fuliggine, cenere) sospese nell’aria. Queste particelle sono opache e bloccano la luce, proprio come una nuvola o una piccola nebbia. La fiamma, invece, è principalmente gas caldo e trasparente, con solo alcune particelle incandescenti che emettono luce anziché bloccarla.

Ci sono casi in cui una fiamma potrebbe fare un’ombra?

In teoria, se avessi una fiamma incredibilmente densa e con pochissima emissione luminosa, e la ponessi contro una fonte luminosa molto debole, potresti notare un’ombra molto, molto sfocata. Ma nella pratica, le fiamme che conosciamo sono troppo “luminose” e trasparenti per farlo in modo significativo.