La luce in fisica. Come percepiamo la luce.
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- Beata Graziani
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1 La luce in fisica. Come percepiamo la luce.
2 La luce: fisiologia e psicologia - l occhio iride L occhio è l organo che trasforma la luce in impulsi i nervosi. pupilla sclera iride E un bulbo approssimativa- mente sferico rivestito, nella parte anteriore, da una membrana trasparente (congiuntiva), i e avvolto dalla cornea pupilla sclera, la quale, di fronte a iride e pupilla. forma la sclera cornea.
3 La luce: fisiologia e psicologia - l occhio L iride è dotata di muscoli che fanno variare il diametro della pupilla, orifi-zio circolare attra- verso al quale pas-sa la luce. sclera iride pupilla cornea retina cristallino fovea umor vitreo umor acqueo 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.
4 La luce: fisiologia e psicologia - l occhio iride pupilla sclera retina cristallino La camera posterio-re, che corrisponde alla maggior parte del volume del glo-bo oculare, è piena di una sostanza se- mi solida, l umor vitreo. fovea La parte interna po-steriore dell occhio è rivestita di una membrana formata da strati di cellule nervose, la retina, che si collega al nervo ottico. cornea umor acqueo umor vitreo nervo ottico
5 La luce: fisiologia e psicologia - l occhio Di fronte al cristallino, la retina presenta una pic-cola depressione circolare, la fo- vea, con la massi-ma concentrazio-ne di cellule sensi- bili alla luce e al colore. E la zona princi-pale per la visio-ne. sclera iride pupilla cornea umor acqueo retina cristallino fovea umor vitreo nervo ottico
6 La luce: fisiologia e psicologia - l occhio Il sistema ottico che produce le immaginii i sulla retina comprende la cornea, l umor acqueo, lapupilla, ilcristallino el umor vitreo. muscoli ciliari L immagine 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, permettendoci 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.
7 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 alla 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, a un notevole livelloll di astrazione (contorni, vettori 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.
8 La luce: fisiologia e psicologia - l occhio parte sensibile alla luce luce
9 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 della luce incidente id (colore). I bastoncelli sono sensibili quasi solo all inten-sità luminosa a lunghezze e d onda medie (giallo-verde) cono bastoncello
10 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 di bastoncelli contro circa 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.
11 La luce: fisiologia e psicologia - l occhio I fotorecettori producono, al loro interno, alcuni pigmenti che si decompongono 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 processo non è velocissimo: i possono occorrere minuti per ricostituire la scorta di pigmento in una cellula completamente decolorata (forte abbagliamento).
12 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. Questo, tuttavia, non accade nei dispositivi di ripresa.
13 La luce: fisiologia e psicologia - il colore Il l i t i è l i Il colore, in quanto sensazione, non è la pura registrazione di una realtà fisica, anche se esiste una certa correlazione tra lunghezza d onda della luce e colore percepito.
14 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.
15 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 necessaria- mente corretta o unica possibile!
16 La luce: fisiologia e psicologia - il colore Negli esperimenti sulla scompo-sizione della luce, Newton notò co-me combinando le luci colorate ottenute con un prisma si riot- tenesse 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, scelti in zone abba-stanza distanti dello spettro. Dosando le intensità relative delle tre luci colorate è possibile ottenere qualsiasi altro colore.
17 La luce: fisiologia e psicologia - il colore Questo risultato si ottiene con molte terne di colori, purché siano soddi-sfattesfatte le seguenti condizioni: 1 - ogni colore deve essere diverso dagli altri due 1 ogni colore deve essere diverso dagli altri due 2 - nessuno di essi si deve poter ottenere miscelando gli altri due.
18 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 blu che, per questa ragione, sono stati definiti colori primari additivi (additivi poiché si parla di somma di luci colorate)
19 La luce: fisiologia e psicologia - il colore rosso+verde = giallo rosso verde rosso+blu = magenta verde+blu = cyan blu rosso+verde+blu = bianco
20 La luce: fisiologia e psicologia - il colore Sulla base di queste considerazioni, Young, e più tardi von Helmholtz, ipotizzarono o o che nella ea retina fossero 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 tutte le apparecchiature di riproduzione a colori si basano su questa teoria.
21 La luce: fisiologia e psicologia - il colore oggetto recettore del rosso recettore del verde recettore del blu il cervello combinerebbe le tre immagini monocromatiche, ognuna delle quali rappresenterebbe il con-tenuto di rosso, verde e blu dell oggetto, in una sola immagine a colori
22 La luce: fisiologia e psicologia - il colore Colori complementari: rosso rosso cyan magenta giallo blu giallo verde magenta blu verde I colori che si ottengono sommando due primari i sono detti complementari del terzo escluso. cyan
23 La luce: fisiologia e psicologia - il colore La teoria tricromica, tuttavia, non è 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.
24 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 percorsa in esso Intensità e durata dello stimolo Adattamento del soggetto alle condizioni esistenti Interazione binoculare Presenza di altri oggetti nel campo visivo Esperienza
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