L’angolo scientifico: come funziona il “Camouflage” di @tommyrock?

Il post di poco fa di @tommyrock, oltre a rendermi ridicolo in facoltà per l’apparente insensatezza dei miei spostamenti davanti al portatile, mi ha fatto sentire davvero nerd… perché so il perché avviene, porca zozza!

È dovuto al potere risolvente del sistema ottico umano. Quando si vogliono risolvere, cioè distinguere, due oggetti puntiformi lontani la cui distanza angolare è piccola, entrano in gioco le figure di diffrazione. Una lente, nel focalizzare un’immagine, si comporta come un foro circolare su uno schermo opaco, quindi produce figure di diffrazione analoghe al caso della fenditura singola (vedi esperimento di Young). Gli effetti della diffrazione limitano la capacità risolutiva degli strumenti ottici e in particolare limitano la possibilità di distinguere due sorgenti luminose puntiformi che abbiano una piccola separazione angolare e intensità circa uguali. L’occhio umano è a tutti gli effetti un sistema di lenti ed ha una sua capacità di risoluzione.

L’immagine in altro mostra dei dischi di Airy (e la relativa distribuzione di intensità), cioè le figure di diffrazione prodotte da un oggetto puntiforme lontano, come potrebbe essere una stella. Nella prima figura dell’immagine, gli oggetti non sono risolti: le loro figure di diffrazione (e in particolari i loro massimi centrali) si sovrappongono al punto che i due oggetti non sono distinguibili. Nella terza figura sono appena risolti e nella seconda sono perfettamente distinguibili.

Nella terza figura la distanza angolare delle due sorgenti luminose puntiformi è tale che il massimo centrale della figura di diffrazione di una sorgente coincide con il primo minimo della figura di diffrazione dell’altra. Questa condizione è chiamata criterio di Rayleigh, che ci permette, conoscendo la lunghezza d’onda della luce osservata e il diametro del foro di osservazione (detto anche pupilla), di sapere qual è la minima distanza angolare oltre la quale è possibile la risoluzione. Il criterio di Rayleigh afferma che due sorgenti puntiformi sono distinguibili se la loro separazione angolare è maggiore o uguale all’angolo dell’equazione in figura, dove λ è la lunghezza d’onda della luce osservata e d è il diametro del foro di osservazione.

Il criterio di Reyleigh è utile ad esempio a spiegare il post di @tommyrock, ma anche la percezione dei colori nei dipinti di scuola pointilliste, dove la stesura non è fatta con le classiche pennellate, ma con una miriade di puntini colorati. Il fascino di questi dipinti sta nella sottile variazione di tinte che si ottiene modificando la distanza di osservazione.
Alla prossima nerdata scientifica!