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Titolo: Avvicina o ingrandisce?

Se ben ricordo, il cannocchiale avvicina, mentre il microscopio ingrandisce.
E' corretto parlare di ingrandimento per un cannochiale? O era il telescopio
ad avvicinare? ;-) Scusate la domanda banale, ma č passato tanto tempo da
quando ho studiato ottica...
-- 
Dario de Judicibus - Rome, Italy (EU)
Site: 
http://www.dejudicibus.it
Blog: 
http://lindipendente.splinder.com

 tanto tempo da quando ho studiato ottica...
Vecchia questione, che molte volte non viene spiegata mica bene...
1. Cannocchiale e telescopio fa lo stesso.
Non ha senso decidere se ingrandisce o avvicina, perche' la stima
della distanza di un oggetto lontano, gia' a occhio nudo, e a maggior
ragione attraverso lo strumento, dipende da molti fattori che non
riguardano l'ottica.
Per esempio, a rischio di sollevare un vespaio, ricordo che la
questione e' connessa col ben noto fenomeno del Sole e della Luna che
quando sono bassi sull'orizzonte appaiono piu' grandi...
Di conseguenza la sola cosa che ha senso e' dire che viene aumentato
il _diametro angolare_ dell'oggetto osservato.
In questo senso si puo' parlare d'ingrandimento, ed e' quello che
s'intende quando si dice che un certo telescopio (con dato obiettivo e
dato oculare) ingrandisce poniamo 100 volte.
2. Per il microscopio la questione e' diversa, perche' qui si puo'
fare il confronto fra l'oggetto osservato a occhio nudo, mettendolo
alla distanza della visione distinta (convenzionalmente 25 cm, ma vale
solo finche' uno non e' presbite...) e lo stesso oggetto visto
atraverso il microscopio.
Infatti si assume che anche l'immagine virtuale prodotta dallo
strumento venga messa alla distanza della visione distinta (regolando
la messa a fuoco dello strumento) e quindi si puo' fare il rapporto
delle dimensioni.
Questo e' cio' che s'intende quando si parla d'ingrandimento per un
microscopio.
 
-- 
Elio Fabri

 dato oculare) ingrandisce poniamo 100 volte.
Mi intrometto per chiedere una cosa che mi ha sempre incuriosito.
Un telescopio mi forma sul suo piano focale l'immagine di una stella. Se 
utilizzo un oculare (che avrà il suo fuoco sul piano focale del telescopio), 
dovrei ingrandire a piacere la stella. Dovrei cioè poter, aumentando la 
focale a piacere, vedere una stella grande a piacere. Perchè invece sento 
sempre dire che nessun telescopio può ingrandire una stella? Per me è 
sbagliato: posso aumentare a piacere il diametro angolare della stella (cioè 
vederla nell'oculare più grande che ad occhio nudo). Il problema dovrebbe 
essere un altro, e cioè che per le piccolissime dimensioni angolari della 
stella rispetto al potere risolutivo (angolare) del telescopio, 
l'ingrandimento non dovrebbe fornire maggiori dettagli.  Vabbè, su una 
stella non so quali dettagli ci potrebbero essere, non ne capisco nulla, ma 
il discorso dovrebbe essere questo.
E' così oppure no? E se no, perchè?
Ciao,
Raffy 

 ne capisco nulla, ma il discorso dovrebbe essere questo.
In primo luogo si puo' misurarne direttamente le dimensioni, anzice'
ricorrere a metodi indiretti che sono poi utilizzabili solo per poche
alcune stelle.
Poi sul Sole ci sono le macchie solari, no? :)
Tieni pero' presente che la stragrande maggiornaza delle stelle sono
comunque cosi' lontane che le loro dimensioni restano ancora oggi non
risolvibili.
 
-- 
Elio Fabri

 Poi sul Sole ci sono le macchie solari, no? :)
Eggià...è vero. Le macchie solari. Invece meno intuitiva, ma affascinante è 
la questione della misurazione delle dimensioni.
Una domanda balorda: ma se la diffrazione non esistesse e noi potessimo 
confezionare un fascio idelamente perfettamente collimato di una 
precisissima lunghezza d'onda (oppure anche di luce bianca, ma allora 
dovremmo immaginare che non esista l'aberrazione cromatica), sul piano 
focale della lente avremmo davvero un punto e basta. Mi domando: se quelle 
premesse assurde fosse vere, una tale situazione sarebbe fisicamente 
possibile? Credo di no, visto che sul piano focale la densità di flusso 
sarebbe ovunque nulla, fuorchè in un punto in cui sarebbe addirittura 
infinita. Inoltre, ragionando al contrario, per produrre un tale fascio -ad 
esempio - dovremmo considerare la luce che proviene da una sorgente posta 
davvero all'infinito e _soprattutto_ proveniente da un solo punto della sua 
superficie. Essendo un punto di estensione infinitamente piccola, anche la 
potenza che da esso "parte" dovrà essere infinitesima. Quindi in realtà col 
tendere a zero dell'area della sorgente (posta all'infinito) che emette, il 
fascio si collima sempre più, ma diviene sempre meno intenso. Al limite, 
quando diviene perfettamente collimato, ha potenza zero.
Scusa, ma ieri ho mangiato pesante ed ogni tanto sbrocco con queste 
elucubrazioni ;-)
Ciao,
Raffy

 collimato, ha potenza zero.
Va bene, anche se non vedo molto a che serve...
Pero' c'e' un'applicazione interessante.
Pensa al Sole. E' impossibile guiardarlo a occhio nudo, perche' "acceca".
In realta' se uno si costringesse a guardarlo, accecherebbe davvero,
non solo in senso figurato.
Ora pensa di andare poniamo su Plutone, ossia a una distanza circa 40
colte maggiore. La potenza che entrerebbe nell'occhio sarebbe 1600
volte minore, e non "accecherebbe" piu', per cui si potrebbe resistere
a guardarlo.
Pero' ti troveresti ugualmente un bel "buco" nella retina, perche'
l'immagine del Sole avrebbe si' dimensioni 40 volte minori, ma la
potenza ricevuta per unita' di area della retina resterebbe la stessa,
e farebbe lo stesso effetto che sula Terra.
 
-- 
Elio Fabri

 Pero' ti troveresti ugualmente un bel "buco" nella retina [cut]
Molto carino questo ragionamento. Non capisco solo perchč l'accecamento 
dipenda solo dalla potenza entrante e non proprio dalla densitŕ di potenza. 
Anzichč essere accecato da un disco luminoso grande, vengo accecato da un 
disco luminoso piccolo. Come da un puntino laser, per esempio.  Cioč: 
l'accecamento da cosa dipende?
Grazie 

Grazie

 puntino laser, per esempio. Cioè: l'accecamento da cosa dipende?
C'e' solo un equivoco, dovuto al fatto che ho usato "accecamento"
(avevo messo apposta le virgolette) nel senso colloquiale del termine,
al posto del piu' preciso "abbagliare".
Volevo dire che se stai su Plutone il Sole non ti abbaglia, e lo puoi
guardare tranquillamente. Pero' l'effetto termico della radiazione
sulla piccola area di retina illuminata basta per danneggiarla
permanentemente.
Alla lettera non ti acceca: ti produce solo una piccola area cieca,
purtroppo nella zona centrale e piu' importante (la fovea). Pero'
penso che sarebbe una menomazione sopportabile.
 
-- 
Elio Fabri

 permanentemente.
E' questo che non capisco: perchè non mi abbaglia? Mi spiego: se una grossa 
area viene illuminata con una grossa densità di potenza, allora resto 
abbagliato. Se detta area si restringe di 1000 volte, pur restando uguale la 
densità di potenza, nn mi abbaglio più. Quindi: l'abbagliamento è legato a 
cosa? Alla potenza totale che entra nell'occhio? Perchè non alla densità di 
potenza in ciascun punto?
Grazie,
Raffy 

 nell'occhio? Perchč non alla densitŕ di potenza in ciascun punto?
Gli e' che (arcaismo? toscanismo? :-)) ) questo non e' un problema di
fisica, ma di fisiologia della visione...
A quanto pare il cervello (non la retina) risente un fastido dalla
potenza totale.
Per esempio: da che cosa dipende il riflesso che fa contrarre la
pupilla?
Presumibilmente dalla potenza totale, appunto.
Non so a che livello si generi quel riflesso, ma sicuramente il
cervello (qualche strato profondo, certo non la corteccia) vi e'
coinvolto.
 
-- 
Elio Fabri

 Elio Fabri
Grazie dell'attenzione,
Patrizio

 ma relativamemte brevi?
In un certo senso...
Vediamo se riesco a dare una spiegazione che meriti anche questa di
essere salvata sul tuo disco :-))
Comincio col dire che il fatto fisico oggettivo e' che se guardi una
scene con un cannocchiale le immagini che si formano sulla retina sono
piu' grandi di quelle che si formano a occhio nudo.
Il rapporto e' praticamente coincidente coll'ingrandimento angolare
del cannocchiale.
E la fisica finisce quasi tutta qui.
Se poi l'interpretazione che ne dai a livello cerebrale sia di un
oggetto piu' grande o piu' vicino, dipende da tutt'altre ragioni: per
es. e' essenziale se l'oggetto osservato ti e' familiare (case,
alberi, persone...).
Dato che di questi oggetti conosci bene le dimensioni, l'unico modo
per conciliare questa conoscenza con l'immagine ingrandita e' di
stimare ridotta la distanza.
Quindi in queste condizioni il cannocchiale _avvicina_.
(Succede l'opposto col Sole o la Luna, ma ora non divaghiamo...)
Esenpio: guardi un albero distante 100 metri e con una chioma di 5
metri, con ingrandimento 10.
A occhio nudo la chioma occupa un angolo di circa 3 gradi, cje col
cannocchiale diventano 30.
Risultato: il tuo cervello piazza l'albero a 10 metri.
Ma l'albero ha anche una profondita', che senza volerlo, in modo
automatico, riesci a stimare, per es. con la "parallasse temporale".
(Il tempo non c'entra: c'entrano invece le tempie.)
Il termine indica uno spostamento della testa nella direzione di un
asse che va da una tempia all'altra, che noi facciamo senza neppure
accorgercene.
Anche con un solo occhio, lo spostamento produce un effetto di
_parallasse_, che fa muovere gli oggetti piu' lontani rispetto a
quelli piu' vicini.
Nel caso dell'albero, le parti vicine della chioma stanno a 97.5
metri, quelle lontane a 102.5 metri. Se sposti la testa di 10 cm, ne
segue uno spostamento apparente (nello stesso vero dello spostamento)
delle parti lontane rispetto a quelle vicine, di un'ampiezza
(10cm/100m)*5m = 5 mm.
Per quanto piccolo, lo spostamento e' apprezzabile, perche' potra' ad
es. far apparire o scomparire il bordo di una foglia lontana
parizalmente coperta da una piu' vicina.
Il cervello e' addestrato a valutare questi spostamenti e a ricavarne
una stima delle dimensioni longitudinali dell'oggetto, che nel nostro
caso sono 5 metri: 5mm * (100m/10cm).
Ora mettiamo il canocchuiale davanti all'occhio.
Come gia' detto, l'albero ci appare a 10 metri.
L'effetto di parallasse rimane inalterato: le foglie si coprono o si
scoprono come prima, per 5mm.
Solo che ora la distanza stimata e' 10 m, non piu' 100; lo stesso
calcolo di prima da' quindi per la profondita':
5mm * (10m/10cm) = 0.5 metri!
E cosi' l'albero ci appare "schiacciato", come se fosse l'elemento di
una scenografia teatrale...
Lo stesso accade naturalmente per la distanza longitudinale tra due
alberi: tutto viene compresso per un fattore 10.
 
-- 
Elio Fabri

 Elio Fabri
Ciao e grazie per l'eventuale ulteriore attenzione, 
Patrizio

 di qua', verso di noi.
Ricordi bene che si trova anche l'espressione "ingrandimento
longitudinale".
Ma nello spirito del discorso che ho fatto, e' chiaro che si tratta di
un concetto pressoche' inutile.
Nelle trattazioni piu' pedestri dell'ottica geometrica, ci si
disinteressa completamente di come funziona il sistema che "vede"
(occhio+cervello" e ci si cura solo di definire delle prorieta'
geometriche.
Quindi si danno le dimensioni (lineari o angolari) dell'immagine, e in
questo spirito ci si puo' anche interessare delle diverse distanze a
cui vengono poste le immagini di oggetti che si trovano a distanza
diverse.
Da qui nasce l'ingrandimento longitudinale.
Il punto e' pero' che - come ho cercato di spiegare - la distanza alla
quale che vede decide di piazzare l'immagine haochissio a che vedere
con la relae posizione dell'innagine dell'ottica geometrica, e per la
stessa ragione ha pochissimo valore l'ingr. longitudinale.
Del resto dovrebbe bastare che tu puoi sempre regolare il cannocchiale
in modo che l'immagine si formi "all'infinito". Se non sei miope, la
vedrai distintamente, ma certo non la vedrai "all'infinito"!
Piuttosto ho ripensato alla mia spiegazione e non ne sono piu' del
tutto convinto.
Voglio dire che probabilmente entrano in gioco altri meccanismi, oltre
la parallasse temporale.
Infatti l'impressione di "schiacciamento" che dicevi si ha anche se si
fa attenzione, guardando nel binocolo, a non muovere la testa (ho
fatto la prova).
Ci ripensero'...
 
-- 
Elio Fabri

 Elio Fabri
Ciao
Patrizio
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