Keplero

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  Keplero

Vasco Ronchi, Sui fondamenti dell'acustica e dell'ottica, OLSCHKI, Firenze 1967

"Il Keplero considera i corpi materiali come costituiti da tanti punti, di cui quelli alla superficie emettono raggi rettilinei e infinitamente estesi, finché non incontrano un ostacolo. Prende quindi in esame uno solo di questi punti: esso emette una stella di raggi in tutte le direzioni (fig. 7).

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Se di fronte si trova un occhio (fig. 8), entro di questo entra un cono di raggi che ha per vertice la stella e per base la pupilla. Essi si rifrangono, sia attraverso la cornea, sia attraverso i mezzi interni all'occhio, e vengono a formare un nuovo cono che ha ancora per base la pupilla e per vertice un punto della retina. [...] il Keplero fa un rilievo pure di grande importanza: egli nota che se il fascio incidente non fosse limitato dalla pupilla, ma interessasse tutto il globo oculare, sia pure considerato come una semplice sfera d'acqua, i raggi rifratti non passerebbero tutti per un punto, perché invilupperebbero una caustica, come avevano già trovato altri matematici prima di lui; ma egli invece di trarne una conclusione affine a quella dei predecessori, notò che se si diaframma il fascio, proprio come fa la pupilla, il fascio rifratto si concentra praticamente in un unico punto, che è la cuspide della caustica.

Con ciò Keplero non solo individuò per la prima volta la funzione della pupilla come diaframma, ma concentrò l'attenzione sopra una circostanza che doveva aprire all'ottica un avvenire nuovo.

Così il Keplero è giunto a ottenere che tutti i raggi del cono emesso da un punto dell'oggetto e penetrati nell'occhio vadano a concentrarsi in un punto della retina. Qui avviene lo stimolo dell'organo sensibile e la trasmissione dei segnali al cervello e alla psiche. Questa ora deve rappresentare i segnali ricevuti.

Intanto il fatto che i raggi abbiano stimolato una zona piccolissima della retina sta ad indicare che essi sono partiti da un elemento puntiforme [...].

Una volta stabilito che la rappresentazione deve essere un punto luminoso e colorato, si tratta di localizzarlo al posto dell'oggetto. Il Keplero esamina questo problema con un acume veramente straordinario. Per localizzare il punto luminoso al posto dell'oggetto, bisogna che la psiche sia in grado di conoscere, attraverso le informazioni contenute nello stimolo sulla retina, la posizione del punto-oggetto nello spazio.

Ora la direzione dei raggi che da questo punto arrivano all'occhio determina la posizione (fig. 9) del punto impressionato sulla retina..."

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Fig. 9

 
      

 

L'ipotesi di Keplero, di cui abbiamo riportato la ricostruzione fatta da Ronchi, consente di interpretare coerentemente l'impressione intuitiva di essere immersi in un "mare di luce" omogeneo ed isotropo, gli aspetti di direzionalità dello "sguardo", la geometria spaziale delle immagini visive. L'universo visibile è schematizzato come insieme di punti-sorgente da ciascuno dei quali si propagano nello spazio tridimensionale informazioni visive attraverso fasci di raggi luminosi. I raggi provenienti da ciascun punto non sono disturbati nella loro propagazione dalla presenza dei raggi provenienti da altri punti: ogni fascio si propaga indipendentemente da tutti gli altri.
L’animazione sottostante ricostruisce quello che accade per tre punti-sorgente.

  
Nella pupilla entrano tre fascetti di luce che hanno direzione diversa, ciascuno proveniente da un punto-sorgente. I tre fascetti vengono fatti convergere dal cristallino su tre recettori diversi della retina e l’osservatore può vedere i tre punti-sorgente distinti. L’animazione evidenzia due aspetti: la disposizione sulla retina dei punti-immagine corrispondenti ai tre punti-sorgente appare invertita sia in direzione orizzontale che in direzione verticale; la posizione dei punti immagine non dipende dalla distanza dei punti-sorgente dall’occhio, ma solo dalla direzione di mira.


L’animazione (rappresentazione tridimensionale) e la figura sottostante (sezione piana) evidenziano il percorso della luce all’interno dell’occhio e il ruolo del cristallino: il fascio luminoso divergente proveniente da un punto sorgente viene trasformato dal cristallino in un fascio convergente in un punto della retina. Il cristallino funziona come una lente convergente a raggio di curvatura variabile (mediante l’azione del muscolo ciliare), in modo che il punto-immagine si formi sulla retina indipendentemente dalla distanza del punto-sorgente.
  

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Le dimensioni dell'immagine di un oggetto sulla retina (A' B') dipendono dall'angolo (a) sotto cui l'oggetto è visto dalla pupilla e di conseguenza diminuiscono all'aumentare della distanza dell'oggetto dall'occhio.

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