STEP 03: LA SCIENZA
La moderna ottica fisica ha le sue radici storiche nell'ottica matematica greca; il più ovvio legame tra le due è l'uso della geometria dei raggi come strumento fondamentale di analisi; tuttavia queste evidenti somiglianze nascondono differenze decisive. Innanzitutto, mentre la moderna ottica fisica si occupa essenzialmente della luce, l'ottica antica si occupava per lo più della visione; anzi nella tradizione euclideo-tolemaica la luce era quasi ignorata come argomento di interesse teorico. Inoltre, a differenza dell'ottica moderna, che è suddivisa in campi relativamente autonomi come l'ottica fisica e l'ottica fisiologica, la psicologia della visione, e così via, nell'ottica antica tali distinzioni erano, se non proprio assenti, comunque nebulose
Le prime notizie sulla natura della luce risalgono al mondo ellenico, periodo in cui si sviluppa la matematica come disciplina organizzata, indipendente e razionale. In questo periodo, prima nella scuola pitagorica VI secolo a.C., poi nella scuola democritea V secolo a.C., si sviluppano due differenti teorie sulla natura della luce.
Scuola pitagorica
I pitagorici sostengono la cosiddetta teoria emissionista dall’occhio: i nostri occhi emettono un qualcosa che può assomigliare ad un fluido (un fuoco invisibile), che colpisce gli oggetti circostanti per poi ritornare all’occhio. Questa teoria è sostenuta dall’osservazione della luminescenza degli occhi degli animali notturni. Il grande successo riscosso da questa teoria, probabilmente, può essere motivato dall’osservazione delle scintille scagliate dal fuoco, che fanno pensare all’occhio come ad una lanterna dalla quale vengono emessi i raggi di luce che ci permettono di vedere. La teoria ha, però, una facile obiezione: Come mai non bastano gli occhi
Scuola democritea
La scuola democritea non sostiene l’emissione dall’occhio, ma dall’oggetto guardato: un flusso di corpuscoli si stacca dai corpi conservando la forma ed investe gli occhi determinando la visione. “La nostra anima non esce dal nostro interno per andare a toccare gli oggetti, sono gli oggetti che vengono a toccare la nostra anima passando attraverso i sensi, ma noi non vediamo gli oggetti avvicinarsi: bisogna che essi mandino alla nostra anima delle immagini, specie di ombre o simulacri materiali che rivestono i corpi, si agitano sulla loro superficie e possono staccarsene, per portare alle nostre anime le forme, i colori e tutte le altre qualità degli oggetti.
Lo studio del comportamento della luce è chiamato ottica. L’ottica, a sua volta e per quanto riguarda la fotografia, può essere suddivisa in tre grandi categorie, ciascuna rappresentante un differente insieme di regole relative alla luce. La prima categoria è l’Ottica fisica, ovvero lo studio della luce partendo dal presupposto che si comporti come onde. I fenomeni che possono essere spiegati con l’ottica fisica sono la diffrazione, interferenza e la polarizzazione, tutte fondamentali per il potere risolutivo delle lenti, il rivestimento delle lenti e dei filtri.
Il percorso di ogni singolo punto del fronte d’onda può essere rappresentato tramite una linea retta con direzione perpendicolare al fronte d’onda stesso. Per questo affermiamo che la luce viaggia in linea retta. In ottica geometrica postuliamo l’esistenza di raggi di luce rappresentati da tali linee rette lungo le quali si viaggiano i flussi di energia. Per mezzo di queste linee è facilmente visualizzabile il cambio di direzione dei fronti d’onda: il concetto di raggi luminosi è utile per studiare la formazione di un’immagine da una lente. Alcuni fenomeni che si spiegano con l’ottica geometrica includono la riflessione e rifrazione.
L’ottica Quantistica, infine, presuppone che la luce consista essenzialmente di quanti di energia ed è impiegata quando si studia in dettaglio gli effetti relativi all’assorbimento o emissione della luce da parte della materia, ad esempio un’emulsione fotografica o altro materiale fotosensibile.
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