L'ottica è la scienza che studia le leggi e le proprietà della luce, la sua rifrazione e assorbimento e i media dell'occhio in quella relazione. Può anche essere notato come la pratica professionale di preparare prescrizioni di lenti oftalmiche, dispensare occhiali, produrre e applicare lenti a contatto. Si riferisce anche all'apparato composto da lenti e specchi, utilizzato per visualizzare stampe e disegni ingranditi. Può anche essere definito come punto di vista quando si considera un problema o qualcos'altro. Conoscere le leggi dell'ottica ci permette di capire come si formano le immagini.
Cos'è l'ottica
Sommario
È la scienza appartenente alla fisica che studia le leggi, il comportamento, la composizione e le espressioni della luce. Questa parola deriva dal latino, che significa "correlato alla visione". La luce visibile, l'infrarosso e la radiazione ultravioletta sono generalmente studiati, in quanto si tratta di un tipo di radiazione elettromagnetica.
Poiché studia la luce, la sua cattura, interpretazione e i suoi diversi fenomeni, molti altri usano questa scienza. Grazie ad esso si sono potuti sviluppare dispositivi come le lenti, che sono stati utilizzati per l'invenzione di dispositivi per scopi scientifici come microscopi, telescopi, sistemi in fibra ottica, specchi, privilegiando così i campi della medicina, dell'ingegneria, dell'astronomia, della biologia e della fotografia..
Anche quando si parla di cosa sia l'ottica, il termine si riferisce alla pratica professionale di applicare la correzione alla visione umana, che include l'oftalmologia e l' optometria, in modo che, dopo diversi studi sulla visione umana, può offrirne il miglioramento attraverso dispositivi ottici di trasmissione chiamati lenti, e quindi le carenze nel modo di percepire la luce negli occhi, vengono completate e migliorate con le necessarie regolazioni.
Il coinvolge la fotografia ottica, poiché la fotocamera è un dispositivo che registra ed elabora la luce attraverso un complesso sistema di elementi che funzionano come l'occhio umano, il corpo per percepire la luce e il colore, per interpretare finalmente il cervello. Le telecamere produrrebbero così, ciò che nel cervello umano si rifletterebbe ogni volta che qualcosa viene visto attraverso gli occhi.
Il termine di solito si riferisce anche a un punto di vista o opinione su un aspetto o una situazione. Si chiama "ottica", perché questo punto di vista sarà in accordo con la "visione" o con l '"occhio che la guarda".
Ottica e visione umana
L'ottica, il cui oggetto di studio è la luce, è legata alla visione umana. L'occhio è il perfetto organo fotorecettore, poiché la sua complessità consente alla luce di attraversarli, regolandone la cattura e dando forma, colore, sfumature, profondità e texture agli oggetti, ai luoghi o alle persone di fronte ad esso. il.
Questo complesso sistema non è solo costituito dall'occhio, ma coinvolge anche il cervello, che è incaricato di elaborare le immagini catturate da detto organo visivo.
L'occhio è composto principalmente da:
- La cornea:
È la parte che è a contatto con l'esterno e la sua composizione trasparente copre la lente e l'iride.
- Iris:
È un muscolo dilatatore che aumenta e diminuisce le dimensioni della pupilla. In esso è definito il colore degli occhi.
- Allievo:
È il foro al centro dell'iride che regola il passaggio della luce.
- Cristallino:
Si trova dietro l'iride ed è la "lente" ed esegue i focus visivi. La sua curvatura e lo spessore varieranno man mano che ti concentri in base alla distanza da ciò che stai osservando.
- Umore acqueo:
È un liquido che si trova tra il cristallino e la cornea, alimentando entrambe le parti, consentendo alla pressione dell'occhio di essere costante.
- Sclera:
È ciò che copre e protegge il bulbo oculare, che gli conferisce il suo colore bianco. La parte anteriore è attaccata alla cornea e la parte posteriore al nervo ottico.
- Congiuntiva:
È una membrana che copre la sclera, consentendo la disinfezione e la lubrificazione dell'occhio.
- Coroide:
È la parte in cui si trovano i vasi sanguigni e il tessuto connettivo, che mantiene l'occhio ossigenato, nutrito e con una temperatura costante.
- Umor vitreo:
È un liquido gelatinoso che è presente nell'intero bulbo oculare, dandogli fermezza, per attutire gli impatti, fissare la retina e mantenere la pressione intraoculare.
- Retina:
È la struttura più importante, poiché è l'organo ricevente della visione stessa. In esso è la presenza di bastoncelli o bastoncelli (cellula fotosensibile recettore e non percepisce i colori) e coni (cellule foto recettore responsabili della percezione del colore).
- Nervo ottico:
È uno dei dodici nervi cranici ed è un insieme di fibre che trasmette al chiasma ottico cerebrale (dove le fibre di entrambi gli occhi si intersecano), dove le informazioni visive catturate vengono inviate al cervello sotto forma di segnali elettrici.
L'ottica della fotografia
Nel campo della fotografia, è uno dei settori che ha beneficiato di ciò che studia l'ottica, in quanto è il concetto di base per eccellenza.
La macchina fotografica è un dispositivo che permette di catturare immagini attraverso i suoi componenti presenti nel corpo macchina. Questa invenzione è stata creata emulando la visione organica (l'occhio), ottenendo un momento unico e irripetibile in modo permanente.
Rispetto all'occhio, la fotocamera ha elementi simili e la sua funzionalità è la stessa. Per catturare una buona fotografia, devi conoscere alcuni concetti di base da tenere in considerazione:
- Velocità otturatore
È la velocità con cui la telecamera lascia entrare la luce nel sensore. Lo fa tramite l'otturatore (grilletto), che regolerà il tempo in cui rimarrà aperto. Questo processo è noto come esposizione.
- Profondità di campo
È il contrasto tra quelle aree da fotografare che sono nitide rispetto a quelle non ben messe a fuoco. Qui si gestisce il punto focale, che è quello che avrà il punto di nitidezza, potendo avere una distanza davanti e dietro di esso, risultando fuori fuoco.
- Sensibilità ISO
È un elemento importante nel triangolo di esposizione (di cui fanno parte anche il tempo di scatto e l'apertura del diaframma). Definisce la quantità di luce necessaria a una fotocamera per scattare una foto.
- bilanciamento del bianco
Questo processo consente di contrastare i livelli di colore nelle foto. Si ottiene attraverso la corretta regolazione dei tre colori di base nella luce (rosso, verde e blu).
Conoscendo questi aspetti, sarà possibile scegliere una fotocamera più correttamente in base allo scopo per il quale viene acquisita. Le parti più importanti di esso sono:
Cos'è l'ottica classica
È quella composta da ottica fisica e ottica geometrica, dove entrambe descrivono la luce come fenomeni diversi, poiché l'una stabilisce che è ondulatoria, mentre l'altra è un impulso che viaggia in linea retta. Per capire cos'è l'ottica classica è necessario conoscere entrambi i modelli:
Ottica geometrica
L'ottica geometrica spiega che la luce ha una velocità costante e si propaga come raggi che viaggiano in linea retta, che verranno deviati quando vengono raggiunti con una superficie o saranno riflessi, quindi è governata dalle leggi di riflessione e rifrazione del luce, senza tener conto di altri fenomeni.
Questo modello permette di ottenere le formule per specchi e lenti attraverso la geometria e lo studio di fenomeni come arcobaleni, prismi e propagazione della luce.
Ottica fisica
Nell'ottica fisica, la propagazione della luce è un'onda, che ha le caratteristiche di un'onda elettromagnetica. Quindi, tiene conto di fenomeni come interferenza, diffrazione, riflettività e trasmittanza.
Questo tipo di ottica viene utilizzata per prevedere come sarà il comportamento di un sistema ottico senza sapere in quale mezzo le onde vengono agitate. Sono considerate onde elettromagnetiche perché viaggiano anche alla loro velocità, motivo per cui attualmente sono considerate in questo modo, ad eccezione del modello quantistico (la luce è una particella ed è un'onda), che completerebbe la conoscenza di cosa sia. ottica classica.
Elementi di ottica
Ci sono diversi elementi in questo campo che devono essere conosciuti per definire cosa sia ottico. Vale a dire, il seguente:
- Onde elettromagnetiche
Sono quelle onde che non richiedono alcun mezzo fisico per la loro propagazione.
- Frequenza
È il numero di volte al secondo che l'onda si ripete. La frequenza di queste onde determinerà un colore, poiché ognuna vibra su uno diverso.
- Raggi e fasci di luce
I raggi di luce provengono dal modello geometrico in cui sarebbero la linea immaginaria del loro percorso. I fasci di luce sono l'insieme di raggi o particelle (metodo quantistico) della stessa origine propagati senza dispersione.
- Lunghezza d'onda e colore
È la distanza percorsa dalla luce durante una vibrazione completa. In base alla lunghezza d'onda, i colori vengono misurati.
- Lo spettro
È un concetto importante all'interno degli elementi dell'ottica, poiché è l'insieme di tutte le frequenze vibratorie delle onde elettromagnetiche, in questo caso, della luce.
- Riflessione
Esistono due tipi: immagine speculare e riflessione diffusa. Il primo descrive la luminosità negli specchi, il cui riflesso è semplice e prevedibile, che consente immagini riflesse vicine alla realtà. Il secondo si riferisce a quello generato su superfici non lucide, la cui riflessione può essere descritta solo statisticamente.
- Dispersione
È quando diverse frequenze di luce hanno velocità diverse, poiché la luce è la combinazione di tutti i colori (frequenze). Un esempio in natura è l'arcobaleno.
Cosa sono le illusioni ottiche
È la percezione errata delle caratteristiche di un oggetto, di un insieme, di una persona o di qualsiasi immagine che si sta vedendo, cioè che sono lontani dalla realtà oggettiva. Per sapere cosa sono le illusioni ottiche, è necessario tenere conto del fatto che in questo processo i fattori psicologici e fisiologici giocano un ruolo importante.
Quello psicologico, perché in questi casi il cervello interpreta male le informazioni visive che vengono catturate, e fisiologico, perché dipenderà dal fatto che l'oggetto venga visto intensamente, il che influisce sui recettori della retina.
Cos'è la fibra ottica
È un filo super sottile trasparente, in plastica o vetro, attraverso il quale vengono inviati impulsi di luce. È un mezzo di trasmissione generalmente utilizzato nelle reti di dati. Il suo spessore è simile a quello di un capello umano. Questi impulsi luminosi trasmettono grandi quantità di informazioni, segnali televisivi, Internet, comunicazioni telefoniche e così via.
Caratteristiche delle fibre ottiche
- L'elettricità non è necessaria per il suo utilizzo.
- È costituito da un nucleo, mantello, tenditori, rivestimento e giacca.
- Il suo nucleo è di plastica o germanio e ossido di silicio.
- Nel suo nucleo c'è una rifrazione maggiore che nella sua copertura.
- Viene utilizzato nel settore delle telecomunicazioni.
- La sua velocità di trasmissione supera quella dei cavi ordinari.
- Sono immuni alle interferenze elettromagnetiche.
- Sono utilizzati con LAN per essere in grado di trasmettere a lungo raggio.
- Il suo spessore è di 0,1 millimetri e trasparente.
- È costituito da una sorgente luminosa (LED o laser); un mezzo di trasmissione (fibra ottica); e il rilevatore di luce (fotodiodo).
Applicazioni in fibra ottica
Le fibre ottiche possono essere utilizzate come fili convenzionali, sia in ambienti di sistemi di elaborazione dati che in ambienti autonomi. Ad esempio, negli aerei, nelle reti geografiche o nei sistemi di lunghe linee urbane supportati dalle compagnie telefoniche.
