La luce in fisica

La luce in fisica.
Come percepiamo la luce.
Come vediamo
La luce: fisiologia e psicologia - l’occhio
iride
L’occhio è l’organo che trasforma la
l
luce
i impulsi
in
i
l i nervosi.
i
pupilla
sclera
E un bulbo approssimativa
E’
approssimativamente sferico rivestito, nella
parte anteriore, da una membrana
trasparente
(
(congiuntiva),
i ti ) e avvolto
lt dalla
d ll
sclera, la quale, di fronte a
iride e pupilla. forma la
cornea.
iride
pupilla
cornea
sclera
Come vediamo
La luce: fisiologia e psicologia - l’occhio
sclera
iride
ti
retina
pupilla
L’iride è dotata di
muscoli
che
fanno variare il
diametro
della
pupilla, orifi-zio
circolare
attraverso al quale
pas-sa la luce.
cristallino
fovea
cornea
umor acqueo
umor vitreo
nervo ottico
Il cristallino, una lente gelatinosa. è posta tra due camere emisferiche.
Quella anteriore, compresa tra cornea e congiuntiva, è piena di un liquido
denso, detto umor acqueo.
Come vediamo
La luce: fisiologia e psicologia - l’occhio
La
camera
posterio-re,
che
corrisponde
p
alla
maggior parte del
volume del glo-bo
oculare, è piena di
una sostanza semi solida, l’umor
vitreo.
La p
parte interna
po-steriore
dell’occhio
è
rivestita di una
membrana
formata da strati
di cellule nervose,
la retina, che si
collega
g al nervo
ottico.
sclera
iride
ti
retina
pupilla
cristallino
fovea
cornea
umor acqueo
umor vitreo
nervo ottico
Come vediamo
La luce: fisiologia e psicologia - l’occhio
Di fronte al cristallino,
la
retina presenta
una
pic-cola
depressione
circolare, la fovea,
con
l
la
massi-ma
concentrazio-ne
di cellule sensibili alla luce e al
colore.
E’
l
la
zona
princi-pale per
la visio-ne.
sclera
iride
ti
retina
pupilla
cristallino
fovea
cornea
umor acqueo
umor vitreo
nervo ottico
Come vediamo
La luce: fisiologia e psicologia - l’occhio
Il sistema
i t
ottico
tti
che
h produce
d
l immagini
le
i
i i sulla
ll retina
ti
comprende la cornea, l’umor acqueo, la pupilla, il cristallino
e l’umor vitreo.
muscoli ciliari
L’immagine
pro-dotta
pro
dotta è più
picco-la
dell’oggetto ed
è ribaltata.
immagine
Un’anello di muscoli (muscoli ciliari) può deformare il cristallino,
cambiando il raggio di curvatura e quindi la lunghezza focale,
focale perper
mettendoci di mettere a fuoco oggetti a distanze diverse
(adattamento). Con l’età, il cristallino si irrigidisce e non si deforma
più abbastanza per mettere a fuoco oggetti vicini: si diventa
ipermetropi.
Come vediamo
La luce: fisiologia e psicologia - l’occhio
La retina è un organo molto
complesso, formato da vari
strati di cellule nervose
inter-connesse in modo
peculiare; non si limita a
reagire
i
alla
ll
l
luce
producendo impulsi nervosi, ma è sede di
sofisticate elaborazioni alla
base della visione stessa.
Il cervello (o meglio la corteccia striata) riceve informazioni, tramite il
nervo ottico,
i
a un notevole
l livello
li ll di astrazione
i
(
(contorni,
i vettorii di
movimento, distanze, discriminazione oggetto/sfondo ecc.); effetto
collaterale di queste elaborazioni è una considerevole riduzione del
flusso di dati, in pratica una sorta di compressione delle informazioni.
Come vediamo
La luce: fisiologia e psicologia - l’occhio
parte senssibile alla lucce
luce
Come vediamo
La luce: fisiologia e psicologia - l’occhio
I fotorecettori sono le cellule della retina
che ci interessano maggiormente.
Ne esistono di due tipi, detti, in base alla
loro forma, coni e bastoncelli.
I coni sono sensibili alla lunghezza d’onda
d ll lluce iincidente
della
id t ((colore).
l )
I bastoncelli sono sensibili quasi solo
all’inten sità luminosa
all’inten-sità
l minosa a llunghezze
nghe e d’onda
medie (giallo-verde)
cono
bastoncello
Come vediamo
La luce: fisiologia e psicologia - l’occhio
margine del campo
fovea
coni
bastoncelli
Coni e bastoncelli si differenziano sia in sensibilità (i bastoncelli sono molto
più sensibili) sia per numero (oltre i 100.000.
100 000 000 di bastoncelli contro circa
5.000.000 di coni). Nella fovea si ha la massima concentrazione di coni, che
diventano via via meno frequenti allontanandosi da essa; la sensibilità e la
capacità di visione cambiano quindi radicalmente passando dal centro ai
margini del campo visivo.
visivo
Come vediamo
La luce: fisiologia e psicologia - l’occhio
I fotorecettori producono, al loro interno, alcuni
pigmenti
g
che si decompongono
g
rapidamente
se col-piti dalla luce.
La decomposizione delle loro molecole
produce
l’attivazione
della
cellula,
e
l’emissione di una serie di impulsi nervosi.
Questo
Q
t processo non è velocissimo:
l i i
possono
occorrere minuti per ricostituire la scorta di
pigmento in una cellula completamente
d
decolorata
l t (forte
(f t abbagliamento).
bb li
t )
Come vediamo
La luce: fisiologia e psicologia - l’occhio
Il nostro sistema visivo è anche largamente insensibile
alle variazioni di colore ((temperatura
p
di colore)) della luce
che illumina gli oggetti che osserviamo. Ci accorgiamo
delle eventuali differenze quasi solo per confronto diretto
delle sorgenti.
sorgenti
Questo, tuttavia, non accade nei dispositivi di ripresa.
Come vediamo
La luce: fisiologia e psicologia - il colore
Il colore,
l
i quanto
in
t sensazione,
i
non è la
l pura regii
strazione di una realtà fisica, anche se esiste una
certa correlazione tra lunghezza d’onda della luce e
colore percepito.
Come vediamo
La luce: fisiologia e psicologia - il colore
colori acromatici
colori cromatici
Si dicono acromatici colori come il bianco, il nero, il grigio.
Si dicono cromatici colori come il rosso, il verde, il blu.
Come vediamo
La luce: fisiologia e psicologia - il colore
La teoria più diffusa* sulla
per-cezione
cromatica
si
deve a
Thomas Young
Herman von Helmholtz
Teoria tricromica
* “più diffusa” non significa necessariamente “corretta” o “unica possibile”!
Come vediamo
La luce: fisiologia e psicologia - il colore
Negli
esperimenti
sulla
scompo-sizione
della
luce,
N t
Newton
notò
tò
co-me
combinando le luci colorate
ottenute con un prisma si riottenesse la luce bianca di
partenza.
Presto ci si rese conto che lo
stesso risultato si può ottenere
senza usare tutti i colori; ne
sono suf-ficienti tre,
tre scelti in
zone abba-stanza distanti dello
spettro.
Dosando le intensità relative delle tre luci colorate è
possibile ottenere qualsiasi altro colore.
colore
Come vediamo
La luce: fisiologia e psicologia - il colore
Questo risultato si ottiene con
molte terne di colori, purché siano
soddi sfatte
soddi-sfatte
le
seguenti
condizioni:
1 - ogni colore deve essere diverso dagli altri due
2 - nessuno di essi si deve poter ottenere miscelando gli
altri due.
Come vediamo
La luce: fisiologia e psicologia - il colore
Non tutte le terne possibili forniscono, con la loro
combinazione, la stessa estensione di colori (gamut). I
migliori risultati si ottengono con
rosso
verde
bl
blu
che, per questa ragione
che
ragione, sono stati definiti colori primari additivi
(additivi poiché si parla di somma di luci colorate)
Come vediamo
La luce: fisiologia e psicologia - il colore
rosso+verde = giallo
rosso
verde
rosso+blu = magenta
verde+blu = cyan
blu
rosso+verde+blu = bianco
Come vediamo
La luce: fisiologia e psicologia - il colore
Sulla base di queste considerazioni,
Young, e più tardi von Helmholtz,
ipotizzarono
po
a o o cche
e nella
e a retina
e a fossero
osse o
presenti recettori specifici per questi tre
bande, e che la percezione del colore
derivasse da una sorta di misura delle
intensità di luce in corrispondenza delle
lunghezze d’onda brevi, medie e lunghe.
Oggi
gg tutte le apparecchiature
pp
di
riproduzione a colori si basano
su questa teoria.
Come vediamo
La luce: fisiologia e psicologia - il colore
oggetto
recettore
del rosso
recettore
del verde
recettore
del blu
il cervello combinerebbe le tre
g
monocromatiche,
immagini
ognuna
delle
quali
rappresenterebbe il con-tenuto
di rosso, verde e blu dell’oggetto, in una sola immagine
a colori
Come vediamo
La luce: fisiologia e psicologia - il colore
Colori complementari:
rosso
rosso
cyan
blu
giallo
verde
magenta
magenta
giallo
blu
verde
cyan
I colori che si ottengono
sommando
d due
d primari
i
i sono
detti complementari del terzo
escluso.
Come vediamo
La luce: fisiologia e psicologia - il colore
La teoria tricromica, tuttavia,
non è perfetta,
perfetta e non riesce a
spiegare compiutamente tutte le
osservazioni.
Esistono altre teorie, più moderne e congrue ai dati osservativi, che, non essendo ancora
impiegate nella tecnica corrente, non tratteremo.
Come vediamo
La luce: fisiologia e psicologia - il colore
Il colore è un’esperienza percettiva che dipende da
Distribuzione spettrale dello stimolo
Mezzo attraversato dalla luce e distanza p
percorsa in
esso
Intensità e durata dello stimolo
Adattamento del soggetto alle condizioni esistenti
Interazione binoculare
Presenza di altri oggetti nel campo visivo
Esperienza