In questa lezione esploreremo l'affascinante mondo delle macchine fotografiche e il loro rapporto con l'ottica, la branca della fisica che si occupa dello studio della luce. Le fotocamere, sia digitali che analogiche, catturano la luce per creare immagini e la comprensione dei principi dell'ottica può migliorare la nostra comprensione del funzionamento delle fotocamere.
L'ottica è una branca della fisica che studia il comportamento e le proprietà della luce, inclusa la sua interazione con la materia. Prima di approfondire il modo in cui le fotocamere utilizzano l'ottica per catturare immagini, diamo un'occhiata ad alcuni concetti chiave dell'ottica:
Fondamentalmente, una fotocamera è uno strumento ottico che cattura la luce per formare un'immagine. I componenti principali di una fotocamera includono il corpo, l'obiettivo, l'otturatore, l'apertura e il sensore di immagine (o la pellicola nelle fotocamere tradizionali).
L’obiettivo è probabilmente la parte più critica di una fotocamera. Raccoglie e focalizza la luce sul sensore di immagine o sulla pellicola per creare un'immagine. La lunghezza focale di un obiettivo, solitamente misurata in millimetri (mm), determina il suo angolo di campo (quanta parte della scena verrà catturata) e l'ingrandimento dell'immagine. Le lenti possono essere classificate come:
L'apertura è l'apertura all'interno della lente attraverso la quale passa la luce. Viene quantificato utilizzando i numeri f (ad esempio, f/2,8, f/8), con i numeri più bassi che indicano un'apertura più ampia. Un'apertura più ampia consente a più luce di raggiungere il sensore di immagine, rendendolo utile in condizioni di scarsa illuminazione. L'apertura influisce anche sulla profondità di campo , ovvero l'estensione della scena a fuoco. Un'ampia apertura (ad esempio, f/2,8) crea una profondità di campo ridotta, mettendo a fuoco il soggetto e sfocando lo sfondo.
L'otturatore controlla la durata di esposizione alla luce del sensore o della pellicola della fotocamera. La velocità dell'otturatore viene misurata in secondi o frazioni di secondo. Velocità dell'otturatore elevate (ad esempio, 1/1000 di secondo) congelano il movimento, mentre velocità dell'otturatore lente (ad esempio, 1 secondo) possono creare un effetto di sfocatura del movimento, illustrando il movimento degli oggetti.
Nelle tradizionali fotocamere a pellicola, la pellicola sensibile alla luce cattura l'immagine. Nelle fotocamere digitali, questo ruolo è svolto da un sensore di immagine, in genere un sensore CCD (dispositivo ad accoppiamento di carica) o CMOS (semiconduttore a ossido di metallo complementare). Il sensore converte la luce in segnali elettrici per produrre immagini digitali.
Per comprendere ulteriormente in che modo le lenti influenzano il modo in cui catturiamo le immagini, considera questo semplice esperimento:
Comprendere i principi dell'ottica è essenziale per comprendere come funzionano le fotocamere. Dal modo in cui gli obiettivi focalizzano la luce per creare immagini, all'uso dell'apertura e della velocità dell'otturatore per controllare l'esposizione, l'ottica gioca un ruolo cruciale nella fotografia. Applicando questi concetti, i fotografi possono manipolare la luce e la prospettiva per ottenere i risultati desiderati, catturando momenti nel tempo attraverso l'obiettivo di una fotocamera.
