NOZIONI FONDAMENTALI DI OTTICA (back)

La luce.

La materia prima del fotografo è la luce. È attraverso la luce che noi possiamo vedere le cose, nella loro forma e nei loro colori, valutarne la dimensione e la distanza. La luce è energia, in particolare essa è una radiazione elettromagnetica. Essa ha la stessa natura delle onde radio, delle microonde, dei raggi X e dei raggi  (gamma), e differisce da queste cose solo per la lunghezza d'onda (o per la frequenza). La luce è caratterizzata da:

a - intensità, da cui dipende la luminosità (esempio: una candelina emette una luce debole, poco intensa o luminosa, mentre un faro emette una luce forte, molto intensa o luminosa),

b - lunghezza d'onda (o frequenza), da cui dipende il colore (esempio: una luce rossa ha lunghezza d'onda maggiore di una luce verde).

La luce, nel vuoto e nei materiali trasparenti, si propaga in linea retta. Ci sono situazioni in cui il cammino rettilineo di un raggio di luce può essere deviato, si tratta dei seguenti fenomeni fisici:

a - riflessione, ogni qual volta la luce incontra un materiale su cui rimbalza,

b - rifrazione, ogni qual volta la luce passa da un mezzo trasparente ad un altro mezzo trasparente (per esempio un raggio di luce che prima attraversa aria e poi acqua, o vetro, o plastica, ecc...).

La riflessione.

Si considerano due tipi fondamentali di riflessione:

a - quella su una superficie ruvida o opaca (per esempio un pezzo di carta, un muro, una stoffa...),

b - quella su una superficie perfettamente levigata o lucida (per esempio uno specchio, un metallo liscio e lucidato).

a - Riflessione su una superficie opaca:

In questo caso noi osserviamo che il raggio incidente, dopo avere incontrato la superficie opaca, viene rimbalzato in tutte le direzioni. E' per questo motivo che, anche stando all'ombra, possiamo essere illuminati. Infatti la luce, pur non potendo raggiungerci con un cammino diretto dalla sua fonte (per esempio dal sole), ci raggiunge indirettamente dopo essere stata rimbalzata dalla superficie degli oggetti (per esempio il suolo, le case, le pareti, gli alberi...). Il fenomeno della riflessione sulle superfici non lucide è utilizzato spesso dal fotografo per fornire una illuminazione morbida, ovverosia capace di creare delle ombre che non siano troppo nette e dei contrasti attenuati. A volte questa luce risulta migliore di quella diretta che dà ombre dure e contrasti violenti fra zone troppo chiare e zone troppo scure.

b - Riflessione su una superficie lucida:

In questo caso noi osserviamo che il raggio incidente, dopo avere incontrato la superficie opaca, viene rimbalzato in una sola ben precisa direzione.

La legge della riflessione si enuncia così: l'angolo di incidenza e l'angolo di riflessione sono sempre uguali. Naturalmente per angolo di incidenza si intende quello fra il raggio incidente e la verticale, mentre per angolo di riflessione si intende quello fra il raggio riflesso e la verticale.

Il secondo fenomeno fisico grazie al quale si ha una deviazione del cammino rettilineo di un raggio di luce è la rifrazione, che si verifica quando un raggio di luce passa da una sostanza trasparente ad un'altra (per esempio quando un raggio di luce si muove prima nell'aria e poi nel vetro, oppure prima nell'aria e poi nell'acqua). Se osserviamo la figura possiamo notare che l'angolo di rifrazione r1 è inferiore all'angolo di incidenza i1 e che il raggio di luce, dopo avere attraversato la superficie che separa l'aria dal vetro, si è avvicinato alla verticale. Le cose non vanno sempre così, ci sono situazioni in cui il raggio rifratto invece di avvicinarsi alla verticale se ne allontana. E' il caso in cui la luce passa da un mezzo più denso ad uno meno denso.

a - se un raggio di luce passa da un mezzo meno denso ad uno più denso si avvicina alla verticale (dall'aria all'acqua o dall'aria al vetro),

b - se un raggio di luce passa da un mezzo più denso ad uno meno denso si allontana dalla verticale (dall'acqua all'aria, o dal vetro all'aria).

Le lenti convergenti.

Le lenti sfruttano il fenomeno fisico della rifrazione e deviano i raggi di luce in un modo molto particolare. Nella illustrazione, sulla sinistra della lente osserviamo un fascio di raggi paralleli, si tratta della luce incidente. A destra invece, osserviamo i raggi che, dopo avere attraversato la lente, sono stati deviati in modo da andare a convergere tutti quanti in un punto detto fuoco (focus), che è situato su un piano detto piano focale (focal surface). Questa è la lente convergente o biconvessa. Essa è caratterizzata da una certa distanza fra il fuoco e la lente stessa, tale distanza si chiama lunghezza focale (focal lenght) ed è normalmente indicata con una lettera "elle".

Le lenti divergenti

Nella illustrazione, sulla sinistra della lente osserviamo un fascio di raggi paralleli, si tratta della luce incidente. A destra invece, osserviamo i raggi che, dopo avere attraversato la lente, sono stati deviati in modo da allontanarsi l'uno dall'altro, ovverosia da divergere.

In questo caso i raggi non si incontrano mai in un punto reale e quindi non possiamo dire che esiste veramente un fuoco. Se però noi disegniamo i prolungamenti dei raggi, ci accorgiamo che questi si incontrano in un punto detto fuoco immaginario o virtuale. Anche in questo caso, allora, possiamo parlare di piano focale e di lunghezza focale.