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In figura una moneta si trova sul fondo di un recipiente pieno di acqua. Il raggio luminoso disegnato in figura con origine nel punto P della moneta, rifrangendosi nel punto I della superficie libera dell’acqua, cambia direzione. Per l’osservatore che riceve il raggio rifratto ` e come se il raggio avesse viag- giato sempre nella stessa direzione. Egli perci` o vede l’immagine del punto P nel punto P’. pi` u vicino alla superficie libera dell’acqua; ne segue che tutta la moneta sembra innalzarsi. Lo stesso effetto si verifica con un bastone parzialmente immerso in acqua, cio` e ogni punto del bastone immerso nel- l’acqua appare pi` u vicino di quanto realmente ` e alla superficie attraverso la quale viene osservato. Pertanto un bastone, parzialmente immerso in un recipiente pieno di acqua con pareti trasparenti, come quelle di un bicchiere di vetro, appare piegato a un osservatore che lo vede attraverso la superficie libera dell’acqua e spezzato a un osservatore che lo vede attraverso la su- perficie di separazione dell’acqua dalla parete trasparente. Un osservatore disposto in modo da poter vedere il bastone immerso attraverso entrambe le superfici vede contemporaneamente la parte piegata e la parte spezzata. 0.0.1 Miraggio e fata Morgana Generalmente gli strati dell’aria atmosferica pi` u vicini alla terra sono anche quelli pi` u densi e gli strati superiori sono invece meno densi. Se per` o la terra ` e molto calda pu` o accadere che gli strati pi` u bassi, che sono a pi` u diretto contatto col suolo, siano meno densi degli strati superiori. Questo avviene nelle giornate molto calde d’estate e pi` u frequentemente nei deserti. Consideriamo allora un raggio luminoso che parte dalla cima S di un al- bero propagandosi verso suolo. Esso nel suo percorso incontra strati d’aria 1

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In figura una moneta si trova sul fondo di un recipiente pieno di acqua.Il raggio luminoso disegnato in figura con origine nel punto P della moneta,rifrangendosi nel punto I della superficie libera dell’acqua, cambia direzione.Per l’osservatore che riceve il raggio rifratto e come se il raggio avesse viag-giato sempre nella stessa direzione. Egli percio vede l’immagine del punto Pnel punto P’. piu vicino alla superficie libera dell’acqua; ne segue che tuttala moneta sembra innalzarsi. Lo stesso effetto si verifica con un bastoneparzialmente immerso in acqua, cioe ogni punto del bastone immerso nel-l’acqua appare piu vicino di quanto realmente e alla superficie attraversola quale viene osservato. Pertanto un bastone, parzialmente immerso in unrecipiente pieno di acqua con pareti trasparenti, come quelle di un bicchieredi vetro, appare piegato a un osservatore che lo vede attraverso la superficielibera dell’acqua e spezzato a un osservatore che lo vede attraverso la su-perficie di separazione dell’acqua dalla parete trasparente. Un osservatoredisposto in modo da poter vedere il bastone immerso attraverso entrambele superfici vede contemporaneamente la parte piegata e la parte spezzata.

0.0.1 Miraggio e fata Morgana

Generalmente gli strati dell’aria atmosferica piu vicini alla terra sono anchequelli piu densi e gli strati superiori sono invece meno densi. Se pero la terrae molto calda puo accadere che gli strati piu bassi, che sono a piu direttocontatto col suolo, siano meno densi degli strati superiori. Questo avvienenelle giornate molto calde d’estate e piu frequentemente nei deserti.

Consideriamo allora un raggio luminoso che parte dalla cima S di un al-bero propagandosi verso suolo. Esso nel suo percorso incontra strati d’aria

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sempre meno rifrangenti e quindi si rifrange allontanando; dalla normalee diventando sempre meno obliquo. Siccome la rifrazione avviene sempreda uno strato piu rinfrangente a uno strato meno rifrangente, l’angolo diincidenza cresce sempre di piu, e a un certo momento superera il valoredell’angolo limite. In tali condizioni, per quanto gia sappiamo, avviene ilfenomeno della riflessione totale e di conseguenza il raggio si allontana dalsuolo. Se il raggio riflesso totalmente incontra l’occhio di un osservatore, perl’osservatore e come se avesse avuto sempre la stessa direzione, cioe come sefosse pai tito da S’ e non da S. Di conseguenza l’osservatore vede in S’ l’im-magine di S, proprio come se l’albero si fosse riflesso in uno specchio d’acqua.In cio consiste il fenomeno del miraggio, nel fatto cioe che l’osservatore vedeinsieme l’oggetto e l’immagine. Viceversa, se gli strati d’aria piu alti sonomolto meno densi di quelli piu bassi, un raggio luminoso che va verso l’altosegue un percorso curvilineo allontanandosi sempre piu dalla normale. A uncerto punto avviene la riflessione totale e il raggio ritorna nuovamente versoil basso. E’ questo il fenomeno di fata Morgana, della strega che aveva ilpotere magico di creare castelli in aria ai tempi di re Artu.

0.0.2 Specchio d’asfalto

Siamo ora in grado di spiegare come nasce il miraggio delle chiazze dibagnato sull’asfalto rovente. Prendiamo i raggi di luce che dal cielo arrivanoall’asfalto con un modesta inclinazione (raggio 1 della figura ). Se l’asfaltoscotta, l’aria prossima a esso e molto calda e si raffredda man mano che si salein altezza. L’aria calda e meno densa di quella fredda, dunque il suo indice

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di rifrazione e minimo a livello del suolo e cresce gradualmente con la quota.Cio determina una continua deflessione del raggio verso l’alto man mano chequesto si avvicina al suolo e, se l’an- golo di incidenza e opportuno, il raggionon arriva mai a toccare l’ asfalto, risalendo invece come per una apparenteriflessione. La sensazione di chi lo riceve e che l’asfalto sia ”bagnato” e sicomporti come uno specchio. Cio avviene per angoli attorno a un precisovalore, come mostra la figura, dove soltanto il raggio 1 e deflesso in mododa colpire l’occhio dell’osservatore, mentre il raggio 2 sfila via sotto di essoe i raggi 3 e 4 vanno a incidere sull’asfalto. Per tale motivo, se l’osservatoreavanza, anche la chiazza ”bagnata” deve avanzare, mantenendo sempre lastessa distanza da lui. Questo tipo di miraggio e detto miraggio inferiore,perche l’oggetto appare al di sotto della sua reale posizione.

0.0.3 Isole apparentemente vicine

Anche il mare puo offrire visioni del tipo ”Fata Morgana”. La piu nota efrequente e la comparsa di fronte alle navi di isole montagnose che invece sonoassai lontane, addirittura sotto la linea dell’orizzonte. Il fenomeno ha fattogridare ”terra, terra!” a tanti marinai stremati da una lunga navigazione.Non si tratta pero di allucinazioni ma di visioni reali. Il fenomeno e dovuto

all’esatto contrario del miraggio dell’asfalto bagnato. Se l’acqua e piu freddadell’aria, si crea un gradiente di temperatura dal basso verso l’alto, quindi ladensita dell’aria scende con la quota; cio induce un incurvamento dei raggiluminosi all’ingiu, vale a dire che essi seguono la curvatura della Terra. Lavedetta sulla nave vede l’isola ben prima che essa emerga fisicamente sopral’orizzonte, ma l’abitudine a situare gli oggetti sul diretto prolungamentodel raggio luminoso che perviene all’occhio lo spinge a giudicare che l’isolasi trovi sopra all’orizzonte. Questo meccanismo fa si che si possa vedere ildisco solare per qualche tempo dopo che esso e veramente tramontato.

0.0.4 Il mare come uno specchio

Perche qualsiasi superficie capace di riflettere, se osservata con luce quasiradente, appare riflettente al 100% come uno specchio perfetto, come per

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esempio i riflessi in un lago del sole e della luna quando sono bassi sull’oriz-zonte?

Il potere riflettente di una superficie che separa due mezzi diversi variacon l’angolo di incidenza della luce. Per riferirsi al caso specifico aria-acqua,la luce che incide circa perpendicolarmente sull’acqua viene riflessa in misuradel 2%. La riflessione rimane circa costante per angoli di incidenza obliquanon troppo grandi, ma cresce rapidamente quando la luce incide con angolisuperiori ai 60 per raggiungere il 100% a incidenza radente. In questo lim-ite, l’acqua appare un autentıco specchio e il suo colore diventa del tuttoimpercepibile, persino nel caso in cui fosse intensamente colorata. Lo stessovale, naturalmente, per altre coppie di mezzi, per esempio aria-vetro.

0.0.5 Moltiplicazione dei pesci

Nel caso in esame, esistono sempre due vie perfettamente equivalenti,per u n raggio luminoso che parte dal pesce ed arriva all’occhio della per-sona: una a destra e l’altra a sinistra dello spigolo. Poiche siamo abituatia collocare gli oggetti che vediamo sulla linea retta uscente dall’occhio, siotterranno due immagini ben separate e distinte del pesce.

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1 Natura ondulatoria della luce

Non molti sanno esattamente cos’e la luce, e gli stessi scienziati hanno impie-gato un bel po’ di tempo per venirne a capo. Noi cercheremo di ripercorrerela strada che la scienza a seguito per arrivare a delle ipotesi, quali vere, qualifalse che ci hanno permesso di oggi di spiegare in modo adeguato il come eil perche dei principali fenomeni luminosi che si presentano ai nostri sensi.Prima pero e doveroso

2 Il colore

Abbiamo introdotto l’argomento colore mostrando che la luce bianca pas-sando attraverso il prisma si scompone in una successione continua di colori.I ragazzi avevano il compito di individuare i vari colori a partire dal rosso.

Figura 1: Prisma

Hanno quindi riconosciuto che lo SPETTRO era formato da (rosso, aran-cione, giallo, verde, azzurro, indaco e violetto). L’unico problema e statodare un nome all’indaco, colore che per alcuni assomigliava ad un viola eper altri ad un blu.

2.1 Esperimento sulla sintesi addittiva dei colori

Questo esperimento e stato svolto direttamente all’interno della mostra”Fisicamente divertente” ed aveva lo scopo di far notare ai ragazzi chemescolando luce rossa , blu e verde si possono ottenere dei colori diver-si.

Materiale:

• Scatola metallica con 3 faretti (rosso, verde e blu)

• cartoncino bianco alla base della scatola

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Abbiamo acceso contamporaneamente tutti 3 i faretti e i ragazzi han-no potuto notare che la il cartoncino appariva bianco. Poi abbiamo accesosolamente il faretto rosso e quello verde e il cartoncino appariva giallo, poiabbiamo acceso il faretto rosso e quello blu e il cartoncino era di colore ma-genta ed infine abbiamo acceso i faretti blu e verde e il cartoncino apparivadi colore azzurrino (ciano).

2.2 Esperimento sulla sintesi sottrattiva dei colori

Figura 2:

Per completare l’argomento in classe abbiamo utilizzato la solita scato-letta dell’ EDT per svolgere alcuni asperimenti sulla sintesi sottrattiva deicolori.Materiale:

• Proiettore

• Filtri ciano magenta e giallo

• Cavaliere

• Porta diapositive

Montaggio: predisporre l’apparecchiatura come nell’illustrazione. Sulporta diapositive verranno portati rispettivamente i diversi filtri.Esperimento: Guardare attraverso ciascun accoppiamento di filtri ed anno-tare i colori nuovi che si ottengono, sottraendo alla luce bianca le radiazioniassorbite da ogni filtro. Osservare in particolare cosa si ottiene con l’usocontemporaneo dei 3 filtri sottrattivi.Conclusioni:Nella sintesi sottrattiva i colori base sono : ciano, giallo e ma-genta. Dal loro uso congiunto si ottengono i colori osservati sperimental-mente:

Colore dei filtri Colore risultanteCiano e giallo ......

Magenta e giallo ......Ciano e magenta .......

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I ragazzi non hanno avuto alcuna difficolta nell’individuare i colori dainserire.

2.3 Il colore dei corpi

Figura 3: Colore dei corpi

Materiale

• Proiettore

• Schermo bianco

• Cavaliere per banco ottico

• Cavaliere per proiettore

• Porta diaframma

• Filtri colorati

• 2 Striscie di carta colorata rossa, blu e verde.

Il meccanismo della percezione dei colori (visione colorata) e un problemaancora da risolvere, anche se molti scienziati si sono dedicati a questa ricer-ca; la sensazione cromatica e strettamente legata alla sensibilita dell’occhioumano e, pertanto, la valutazione dei colori e un fatto soggettivo. Cio mal-grado, partendo dalle osservazioni effettuate negli esperimenti precedenti ,che di rifanno alla teoria della TRICROMIA di Maxwell, e possibile spiegareperche tutti i corpi appaiano del colore, che noi attribuiamo a ciascuno, puressendo illuminati con la stessa luce (quella del sole).Montaggio: predisporre l’apparecchiatura secondo l’illustrazione.Attaccare allo schermo tre stricie di carta (una rossa, una blu, una verde) poidisporlo sul banco ottico mediante il cavaliere con fenditura. All’estremitasinistra del banco sistemare il proiettore con l’apertura circolare rivolta alloschermo ; davanti al proiettore disporre il portalenti corredato del portadia-positive, nel quale dovranno essere montati successivamente i filtri richiestidalle varie prove.

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Alimentare il proiettore a 12 V ed illuminare lo schermo posto ad una dis-tanza di circa cm 40 dal diaframma portalenti.Esperimento 1: Montare il filtro rosso sul porta-diapositive, accendere ilproiettore ed osservare come si presentano le tre striscie colorate. Annotareil tipo di luce usata ed il colore di ciascuna striscia, quando e illuminata contale luce.Esperimento 2 : Sostituire il filtro rosso con il filtro bleu e ripetere le osser-vazioni con le relative note.Esperimento 3 : sostituire il filtro bleu con il filtro porpora e ripetere leosservazioni, annotandole con cura.Esperimento 4 : illuminare le striscie di carta colorata con la luce bianca(derivante, come e noto, dalla mescolanza di tutti i colori).

Dopo aver raccolto le osservazioni dei ragazzi e incominciata abbiamoquindi tratto le seguenti conclusioni.Conclusioni : per spiegare le osservazioni fatte nelle varie prove occorre anz-itutto ricordare che i filtri sono trasparenti ad una banda di radiazioni piut-tosto stretta (quella corrispondente al loro colore), mentre assorbono tutte lealtre componenti della luce bianca: cosı, ad esempio, il filtro rosso trasmettela sola luce rossa ed il filtro bleu la sola luce bleu, ecc..Quando si illuminano le striscie di carta rossa, blu e verde con la luce rossa,nella quale sono presenti le radiazioni corrispondenti al bleu ed al verde,la striscia rossa appare chiara in quanto riflette la luce rossa, mentre le lestriscie bleu e verde risultano scure, poiche assorbono totalmente la stessaluce. In luce blu la striscia rossa appare scura in quanto assorbe questaradiazione e, mancando il rosso, essa non puo riflettere tale banda di colore.Con il filtro porpora, che deriva dalla mescolanza additiva di rosso e di bleu,risultano visibili le striscie rossa e bleu, mentre appare scura la striscia verdein quanto la componente verde manca nella luce porpora.In luce bianca le tre striscie di carta appaiono rispettivamente rossa, bleue verde, poiche ciascuna di esse riflette il colore di competenza, mentre as-sorbe tutte le altre componenti. La sensazione che si ha del colore dei corpie dovuta al tipo di radiazione luminosa che ciascun corpo diffonde per rif-lessione.

In mancanza di proiettori, filtri ecc. si puo’ utilizzare delle normalissimetorcie ed utilizzare come filtri fogli di cellophane di coloro diversi.

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3 Visione

Se, da un lato, la scienza ha realizzato macchine e strumenti di grande per-fezione, che nell’ultimo secolo hanno permesso di spiegare i piu reconditisegreti della natura attraverso l’esame della luce che la materia e capacedi emettere o di assorbire, dall’altro lato e vero che lo strumento otticopiu straordinario e complesso a disposizione dell’uomo e nato con lui: l’oc-chio, naturalmente, insıeme a quella meravigliosa macchina che e il sistemanervoso e che presiede alla elaborazione dei dati che provengono dal nervoottico. Con la visione dell’occhio umano, si entra in una sfera di percezioniche sfuggono alla fredda e rigorosa obiettivita dei dati di osservazione, percoinvolgere sottili e spesso misteriosi comportamenti soggettivi ed esperien-ze personali o ancestrali. Percezioni che portano al di la dei dati sensoriali,dando all’immagine forme e significati piu vari e articolati.

Figura 4: Un effetto dovuto alla nostra abitudine alla terza dimensione: le3 ragazze sembrano di statura crescente da sinistra a destra

Figura 5: Un esempio di bistabilita della percezione visiva. Si contano 6 o 7cubi a seconda che si immagini di guardare la figura dall’alto verso il bassoo dal basso verso l’alto

Effetti imprevedibili e curiosi sono possibili con i colori: di essi varra

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Figura 6: Nell’immagine si contano delle macchie grigie nei punti in cui isegmenti bianchi si incrociano. Rimane esclusa dall’effetto l’intersezione sucui si fissa l’attenzione. Si tratta di un aspetto del contrasto di luminosita.

Figura 7: La percezione dei contorni inesistenti per i 2 triangoli e un altroeffetto illusurio associabile in parte alla nostra tendenza a vedere oggettisemplici

pena di occuparsi con una certa attenzione, perche presentano importantiapplicazioni in campo figurativo.

3.1 Visione stereoscopica

II mondo in cui viviamo e fatto di tre dimensioni. Per muoverci in essoabbiamo bisogno di valutare la profondita dello scenario che ci circonda. Unoggetto, diciamo un ostacolo, deve essere indıviduato non solo in base allasua larghezza e alla sua altezza, ma anche alla sua forma e alla distanza che losepara da noi. Cimentatevi in una celebre prova: ponete sul tavolo di fronte avoi un oggetto ritto in piedi, come una candela o una bottiglia. Chiudete oraun occhio e con una mossa rapida, muovendo la mano dall’alto verso il basso,toccate col dito indice l’orlo della bottiglia o lo stoppino della candela. Searrivate al bersaglio si tratta di un puro caso. In genere ci andrete solo vicini.L’errore, naturalmente, non sara troppo grande, per l’abitudine che abbiamoa fare gesti di questo genere. Se poi possedete un gattino e vi va di farequalcosa di piu complicato (e un tantino cattivo), provate a mettergli unabenda su uocchio e a farlo giocare con una pallina di stagnola appesa a un

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filo. E poco probabile che la bestiola trovi la cosa granche divertente, perchela pallina continuerebbe a sbattergli sul naso o dove nessuno se l’aspetta.Ecco il perche dei due occhi che madre natura ci ha dato. Ca me due orecchieci consentono di individuare la provenienza di un suono, grazie alla sia purlieve differenza nei tempi in cui esso , le raggiunge, cosı due occhi ci dannoimmediatamente il senso della distanza e della profondita perche fornisconoal cervello due immagini differenti, nel senso che sono viste secondo dueangolazioni leggermente diverse. E facile verificarlo osservando un oggettoalternativamente ora con un occhio, ora con l’ altro. La diversita e tanto piuevidente, quanto piu l’ oggetto ci sta vicino, perche l’angolo che esso formacon ı nostri occhi e maggiore. E’ quello che sı ma effetto stereoscopico.Non e il caso di addentrarci sui meccanismi in base ai quali il cervello,partendo da una coppia di immagini bidimensionali, come sono quelle chesi formano sulle retine, riesce a compiere questa prodigiosa ricostruzionetridimensionale di cio che viene osservato. Bastera notare che, a differenza diquanto avviene per il suono, per la grande velocita propria della luce il nostrosistema nervoso riceve le due immagini pressoche simultaneamente, ne valutale differenze, e le pone in relazione alla distanza che separa gli occhi tra loroe naturalmente alla convergenza che essi devono assumere per focalizzarelo sguardo sull’oggetto. E tanto gli basta, allenato com’e da esperienze chesi ripetono ogni giorno fin da giovane per trarre conclusioni assolutamenteprecise. Provate ora a toccare la bocca della bottiglia tenendo ambeduegli occhi aperti. Se non siete sbronzi, cosa che comporterebbe uno stato difunzionamento anomalo del vostro sistema nervoso, non fallirete un colpo.Una bella verifica del meccanismo della visione stereoscopica si puo farefotograficamente, usando una macchina stereoscopica, che e una macchinacon due obiettivi affiancati che permettono di ottenere dello stesso oggettodue fotografie un po’ diverse come le immagini che vengono ricevute dainostri occhi. Queste fotografie si chiamano stereogrammi. Guardiamo ora i

Figura 8: Stereogrammi osservati al museo di scienze naturali con unostereoscopio

due stereogrammi con un visore stereoscopico. Questo aggeggio fu inventatonel 1832 dall’inglese Wheatstone. Usato nel modo corretto , esso permettedi far giungere l’immagine fotografata dall’obiettivo destro all’occhio destroe l’altra all’occhio sinistro. Apparecchietti del genere sono in commercio, e

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vengono spesso usati per osservare in tre dimensioni diapositive di interesseturistico, come paesaggi, monumenti, statue, o magari ragazze poco vestite.La profondita della scena appare straordinaria, si direbbe quasi piu che sela vedessimo dal vivo. Il cervello utilizza la grande somiglianza delle dueimmagini per fonderle in una sola, e le lievi differenze che ci sono fra esseper ricrearne la profondita.

Figura 9: stereoscopio

Possiamo divertirci a sovvertire l’ordine naturale delle cose, per esempioinvertendo di posto le due fotografie, in modo che l’immagine destinata al-l’occhio destro pervenga invece a quello sinistro e viceversa. Avremo cosıuna visione pseudoscopica, che ci fa apparire piu vicino cio che e piu lon-tano. Provate a pensare di muovervi per una stanza usando uno specialebinocolo che produce tale scambio delle immagini. Possiamo fabbricarceneuno, seguendo lo schema della figura 10. Una scatola e quattro semplicispecchietti bastano a creare l’inversione dei fasci luminosi. C’e sicuramentedi che divertirsi! Ma rimettiamo le cose al posto giusto. La coppia di disegni

Figura 10: Pseudoscopio

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della figura 9 esemplifica tutto il discorso dell’effetto stereoscopico nel modopiu semplice possibile. Provate a far arrivare ciascuna immagine separata-mente a uno dei due occhi. Per riuscire nell’intento, ponete un cartoncino dicirca venti centimetri in piedi verticalmente sul piano della pagina, in mezzoalle due immagini, e appoggiateci sopra il naso evitando di fare ombra sulfoglio. A questo punto ”strabicate” gli occhi fino a portare i due punti neria sovrapporsi esattamente. E importante, per ottenere questo, non inclinare

la testa di lato. Se siete bravı, dopo qual che tentativo, osserverete che ilquadrato piu piccolo appare sollevato dalla pagina e decisamente piu vicinoa voi. Si e manifestato appunto l’effetto stereoscopico di profondita, dovutoalla piccola differenza tra le due immagini. Il quadrato minore nell’immaginedi sinistra e spostato un po’ a destra, e viceversa. Cio fa sı che esso sia vistodai nostri occhi sotto un angolo differente che non il quadrato maggiore. Eun trucchetto in verita un po’ rudimentale, che mette a dura prova la nos-tra pazienza. Ma rende bene l’idea. Certo l’effetto sarebbe piu convincentese potessimo osservare le due immagini con un vısore stereoscopico. Poteteprovare a costruirne uno, cosı da poter fare tanti giochetti divertenti sul tipodi quello dell’inversione degli stereogrammi di cui abbiamo detto poc’anzi.

3.2 Camera distorta di Ames

Un americano della California e l’ideatore della strana camera mostrata nellafigura ??, la quale illustra esemplarmente quanto ingannevole possa esserela nostra percezione in peculiari ambientazioni.

La camera ha una forma bizzarra: in particolare il lato DG e alquantopiu lungo del lato CF e la finestra sulla sinistra e maggiore di quella sulladestra. Tali differenze scompaiono se si osserva la camera con un occhio soloattraverso un piccolo foro sulla parete frontale. Al contrario, due personein piedi negli angoli opposti sembrano molto diverse di statura, e l’effettoe cosı realistico da lasciare l’osservatore senza parole. La spiegazione stanell’attitudine del nostro sistema occhio-cervello a valutare la dimensionedegli oggetti tarando rispetto alla distanza l’immagine che si forma sulla

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Figura 11: Camera di Ames

retina (una persona che si allontana produce sulla retina un’immagine cheva gradualmente rimpicciolendosi, ma non per questo la si giudica in contin-ua contrazione). Nella camera di Ames, le due persone addossate agli angolisi trovano a distanze diverse da chi osserva, ma il particolare disegno dellacamera, unito alla perdita della stereoscopia per effetto della visione monoc-ulare, non permette all’osservatore di accorgersene, cosicche egli valuta ledimensioni di cio che vede in modo del tutto sviato. La camera di Amesfa giustizia completa di tanti pregiudizi legati a inganni dei nostri sistemipercettivi.

3.2.1 Modalita costruttive

Il disegno nella figura 11 e abbastanza autosufficiente, ma per chi Volessecostruirsi una camera di Ames a casa propria con riga e squadra, spieghiamomeglio e proviamo a dare delle possibili misure. I calcoli si fanno tenendopresente il fatto che, una volta annullato l’effetto di profondita, sulla retinasi produce una stessa immagine per tutte le pareti di fondo della camerache sono inscritte in una piramide avente per vertice il foro di osservazionee per base la parete normale, come suggerito dalla figura 2. Ci riferiamoa una camera di dimensioni naturali, ma si puo realizzarne una in formatoridotto dove introdurre dei pupazzetti al posto delle persone scalando pro-porzionalmente tutte le dimensioni (proponiamo una riduzione di 10 volte el’uso di un pezzo unico di cartone robusto di colore chiaro). Due delle paretisono rettangoli, le altre due, il pavimento e il soffitto sono trapezi, comemostrato nella figura 13. L’illuminazione della camera deve essere buona euniforme, come si puo ottenere con una lampada al neon posta al soffittosopra il foro di osservazione (nel caso del modello ridotto si puo realizzarela camera a cielo aperto). Si noti che l’altezza dello spigolo AD e quasi ildoppio di quella dello spigolo BC, come lo e la sua distanza dal foro di os-servazıone. Pero l’immagine dei due spigoli che viene a formarsi sulla retinae di eguale altezza. Lo stesso dicasi per le due finestre dipinte sulla parete difronte. Per tracciarle nel modo corretto ci si avvalga, come suggerito nellafigura, di due linee di fuga a e b portate dal punto O di convergenza dei lati

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Figura 12: L’effetto base dell’illusione: viste con un occhio solo le 2 paretiappaiono della stessa forma

AB e DC della parete. Un miglior risultato si ottiene, ma l’operazione none strettamente indispensabile, dipingendo il pavimento a scacchi bianchi ecolorati con lo stesso criterio di distorsione applicato alle due finestre (si uti-lizzi il punto di fuga O’ riportato nella figura 12). Per aumentare l’illusione,si puo disegnare sulla parete un orologio, distorto nel modo consueto. Alloscopo di compensare eventuali errori, e infine consigliabile praticare piu diun foro d’osservazione e scegliere poi quello che da l’effetto piu vicino allaperfezione.

Figura 3.

Figura 13: Dimensioni in centimetri delle pareti e del pavimento dellacamera distorta di Ames. Il soffitto ha le stesse dimensioni del pavimento.

Per le condizioni prescelte, illuminazione adeguata e uniforme delle pareticontro le quali si stagliano le sagome scure delle persone, nel campo visivodell’osservatore mancano termini di paragone ambientale che lo rendanoedotto della diversa distanza dalle due figure (per solito l’immagine retinica

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di un oggetto piu lontano e meno luminosa e nitida, fattori che qui vengonoresi secondari). Il fatto di guardare con un occhio solo, infine, rende inop-erante il principale meccanismo che ci permette di giudicare quale distanzaci separa da un oggetto, ossia l’angolo formato dai 2 raggi visivi diretti agliocchi. Il cervello allora prende alla lettera la dimensione delle immaginiche si formano sulla retina e capovolge la sua diagnosi, concludendo che lapersona a sinistra della figura 11 e pi piccola dell’altra.

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