E�EMEN�I �i
OTTIUA
Non è nostro intendimento, in questa sede, di dare l'av­
vio ad un vero e proprio corso di ottica : ci proponiamo
soltanto di fornire ai lettori più giovani quel minimo di
nozioni che permetterà loro di comprendere i progetti di
ottica che in avvenire saranno pubblicati.
e teorie e le leggi che go­
vernano l'azione dei v ari
tipi di lenti sui raggi lumi­
nosi sono semplici quanto affa­
scinanti; chiunque di voi può
comprenderle, non sol o , m a può
anche applicarle nella realizza­
zione di qualche semplice ap­
parecchio che con il suo fun­
zionamento, vi farà toccare c o n
m a n o la veridicità delle l e g g i e
delle teorie stesse . Più avanti
esamineremo ad esempio l a p os­
sibilità di mettere :msieme u n
cannocchiale Galileiano ( d a Ga­
lileo, il quale è stato il primo
a vantarne il giusto valore > .
Una lente può essere d i ti­
po convergente oppure diver­
gente. La lente conve rgente
(detta anche p ositiva, o c on­
vessa ) si può riconoscere imme­
diata m ente per il fatto di p re­
sentare uno spessore maggi o re
al centro e minore ai m argini;
talvolta, tale diffe renza di spes­
sore può anche essere minima,
percettibile soltanto sé si fa
una certa attenzione. La c arat­
teristica principale di una len­
te convessa è quella di c oncen­
trare i singoli raggi luminosi in
�n determinato punto , dalla
parte opposta , a quella da cui
i raggi stessi le pervengon o . Ta­
le punto viene chiamato i l p un­
to focale, ed il tratto che p a r­
tendo da questo punto raggiun­
ge la p rima faccia della lente
dà luogo alla formazione di una
immagine « re ale » , d.ello stesso
tipo cioè di quelle che p ossono
essere viste Sli' di uno schermo
cinematografico oppure su di
una pellicola fotografic a.
L
POSITIVE
La lente dive rgente o nega­
tiva o concava, presenta inve- '
ce q.i margini, uno spessore
m aggiore di quello al suo cen­
tro e d ha un effetto diametral­
mente opposto a quello della
lente convergente: essa tende
cioè a divaricare i raggi lumi­
n osi che la colpiscono dando
luogo alla formazione di un ve­
ro cono di luce , avente il verti­
ce al centro della lente stessa.
Questo tipo di lente dà luogo
alla fOl'lmazione di u n a imma­
gine virtuale, ovve ro d i una
immagine che non può essere
veduta altrimenti che attraver­
so la lente stessa, stando daUa
p arte opposta a quella ' da cui
provengono i raggi luminosi che
formano l'immagine in q ue­
stione.
In fig. 1 sono illustrati i plU
comuni tipi d i lenti semplici:
si chiamano semplici , per i l fat­
to di essere comp oste da un so­
lo pezzo di vetro ottico l avo ra­
to, per distinguerle dai doppiet­
ti e dai tripletti, ecc., che sono
composti da elementi di diver­
sa c omposizione, uniti insieme
per mezzo del famoso B alsamo
del Canadà, per formare u n sol
blocco. Le lenti semplici sono
ottime per il loro impiego in
occhiali, cannl)cchiali semplici
e d economici, semplici ingran­
ditori , ecc . , ma non p ossono es­
sere considerate la risposta a
qualsiasi necessità . La ragione
di questo sta nel maggi o re o
. minore numero di imperfezioni,
di abe rrazioni ecc . , che esse in­
troducono n elle i mmagini che
passano attraverso di esse. T ra
Ve TRO
CROwN
NEGATIVE
questi inconvenienti, citiamo
quello della curvatura di cam­
po, quello della distorsione dei
colori , dell'aberrazione sferica,
dell'astigm atismo, ecc . Attraver­
so anni di esperienze, gli o ttici
hanno trovato v ari rimedi per
eliminare od attenuare al mas­
simo questi difetti; il sistema a
cui più spesso hanno fatto ri­
corso è stato ed è quello di com­
binare diverse lenti semplici ri­
cavate da masse vetrose di di­
versa composizione chimica.
In fig. 2 , ad esempio, è illu­
strata u n a lente acrom atica , os­
sia corretta agli effetti del'aber­
razione c romatica ( quella che
dà luogo all'apparizione delle
ca ratteristiche frange di c olo­
re ) . Il doppietto con caratteri­
stiche acromatiche si ottiene
mettendo insieme u n elemento
a caratteristica p revalentemen­
te convessa realizzato in . vetro
ottico del tipo crown, con u n
elemento a c a ratteristica con­
cava e quindi div � rgente, rea­
lizzato però in vetro tipo flint.
Il m eccanismo con cui tale còr­
rezione agisce è il seguente: am­
bedue i vetri, presi singolar­
mente , presetnano l'aberrazione
c rom atica ma, dato che una di
esse l a p resenta i n senso inver­
so all'altra ne risulta c h e , q uan­
do le due lenti vengono messe
insieme le aberrazioni si an­
nullano a vicenda e quindi l'ot­
tica c osl risultante n o n p resenVé T�O
Fi. //tIr·
FIG.1
(
o
E
f:
F I G. 2
La fig. 1 mostra i vari tipi di lenti semplici : A, piano-convessa; B, biconvessa; C, menisco positiva; D,
pianoconcava; E, biconcava; F, meni sco negativa. La fig . . 2 illustra una lente doppia con correzione della
aberrazione cromatica. La lente anastigmatica, come è ad esempio, quella di fig. 3, è composta da parecchie
lenti semplici, variamente disposte.
445
ta il difetto succitat o . N a tu ral­
mente , per quanto riguarda le
caratteristiche o ttiche p ri ncipa­
l i , ossia quelle relative a l l a lun­
ghezza focale, il doublet possie­
de quella che è la risultante
delle l u n ghezze focali delle sin­
gole lenti che lo c o m p o n g o n o .
Q u asi tutte l e app a recchi atu­
re ottiche d i costo m e d i o , e
mol tissime anche t ra quelle de­
stinate a dispositivi d i b asso
p rezzo , sono oggi e se nti dal­
l " abe rrazione cromatica, la q ua­
l e , se p resente , d areb b e l u o go
a risul tati spiacevoli: binocoli,
sia semplici che p rismatici, can­
nocchiali
galileiani,
telescopi
terrestri , obbiettivi d i macchine
fotografi c h e , d i i n g randitori , d i
proiettori, e c c . , rappresentano
alcuni dei casi tipici in cui
vengono c o rrentemente u tiliz­
zate delle o ttiche acromatiche.
In alcune delle apparecchia­
tu re or o r a c i tate ed in altre ,
quando interessi una maggior
p recisione ( q uesto è i l c aso del­
l e o ttiche d i m acchine fotogra­
fiche di v a l o re ) si esige oltre al­
l'eliminazione del c ro matismo ,
anche la c o rrezione del difetto
·
chiamato
astigmati smo:
si ric orre a c o m plessi o ttici pm
complessi f o rmati da un nu­
mero d i lenti che può andare
d a tre a d i e c i . T a l i lenti deb­
b o n o n aturalmente essere com­
binate i n maniera a d atta e d a
distanze reciproche s c rupolosa­
mente calcolate, vedere fig . 3 .
L e l en ti singole, d i tipo con­
vesso sono già sufficienti per
l'uso quali ottiche per nngran­
dimento d i retto : si d i a la pre­
fe renza a lenti del tipo che p re­
senti una identica c onvessità d a
ambedue l e p arti , poiché queste
hanno i l v antaggio s u l l e a ltre ,
di pote re essere usate indiffe­
rentemente da ambedue le fac­
ce, senza che siano d a notare
delle differenze di p restazion i .
Qualora i n v e c e s i i nten d e , op­
pure si è costre tti , a d u s a re d e l­
le l enti del tipo piano convess o ,
U n a fase della lavorazione delle su ­
perfici ottiche delle lenti.
per avere i migliori risultati si
abbia l'avvertenza di rivo l gerne
l a supe rficie curva v e rso l'og­
getto
che
si deve osse rv a re
quando la l ente si tro v a piut­
tosto vicina all'occhio dell 'os­
serv atore , e con l a c urvatura ri­
v o l t a verso l ' occhio qu ando in­
v ece la lente viene · disposta in
p rossimità dell' oggetto sotto os­
;:;e rvazione.
Le m acchine fotografiche più
economiche con cui tutti abbia­
mo fatto le n ostre p rime espe­
rienze n e l l ' appassionante hob­
by sono in genere m u n ite di
un obbiettivo composto d a una
semplice lente concavo-conves­
sa ( l av o rata i n modo che la
c onvessità risultasse più accen­
tuata d e l l a concavità > ' In que­
sti casi le lenti essendo sempli­
ci d arebb e ro luogo all ' apparire
d i una seri e di abe rraz i o n i ; il
sistema di elimi n a rl e , i n questo
c a s o , sta nel po rre dinanzi alla
lente u n diafra m m a a piccola
apertura i l q u a l e faccia sì c h e
s o lt anto l a p a rte cen tral e d e l l a
l ente s t e s s a sia u t i l i z z a t a p e r
fare fo rm a re a l l a p e l l i c o l a sen­
sibile l ' i m m a gine di quello che
deve essere fotografato: è stato
i nfatti p ro vato che l e aberra­
zioni intervengono quasi sem­
p re in prossimità dei m a rgini
delle lenti e poco n e l suo cen-
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tro . N o n bisogna però d imenti­
c a re che l 'u tilizzazione di una
così piccola pa rte della lente
riduce grandemente l a lumino­
così d e l l ' atti,ca stessa e quindi
l a sensibilità d e l l " apparecchi o .
D a questo deriva c h e se non s i
vogliono eseguire d e l l e f o t o sot­
toesposte è :'m dispensabile adot­
tare dei tempi di esposizione
piu ttosto lunghi, oppure, delle
pellicole fotog rafiche con emis­
sioni di alta sensib i l i t à , supe­
rio r i , quasi in ogni ' c aso ai
2 1 1 1()<> Din e m o l to più ,�l evate
quando si tratti di fare delle
foto in interni o con l u c i a rt�
ficiali od ancora con luce d i u r­
na m ol t o ridotta,
Una lente c onvessa o conver­
g è nte è senz'al tro in grado d i
d a r l u o go alla form azione d i
u n a i m m agine, s i a sulla pellico­
l a , che sullo scherm o , ecc. m a
l a definizione di tali imm agini
per un grande numero d i ap­
plicazioni si dimostra insuffi­
cien te; v i sono tuttavia delle
tolleranze che v a riano a secon­
da delle applicazioni :in cui le
l e nti stesse debbono essere im­
piegate: ad esempio, una lente
da p roiezione non esige i l g rado
di p recisione e di co rrezione al­
trettanto elevato come l o esige
invece una lente per m acchina
fotografica con ottica di val o re
e rapida; p e rtan to, almeno n,�l1a
grande m e d i a dei c asi un' otti··
ca che sia c o rretta semplice­
mente contro l a abe rrazione c ro­
m a tica si dimostra soddisfacen­
te: m en t re una o ttica ricavata
da una buona m acchina foto­
grafi c a , anche di vecchio tipo
po trà esse re u s ata c o n s uccesso
per l a costruzione di ingrandi­
tori , di p roiettori, ecc. Non al­
trettanto po trà essere utilizza­
ta un· ottic a ricavata da b ino­
coli o da cannocchiali, specie se
d i costo b asso o m e d i o .
Vi sono diversi t i p i di tele­
scopi che diffe risco n o appunto
per i l n u m e ro e l a disposizione
delle v a rie l e nti e dei sistemi
ottici che esse form a n o . Il tele­
scopio più semplice e l a cui co­
s t ruzione è alla p o rtata anche
del meno provveduto dei letto­
ri è q u e l l o detto Galileiano, seb­
bene esso n o n permetta le c a­
ratteristiche di p recisione, di lu­
minosità e di potenza di ingran­
dimento che vengono invece of­
ferte da c annocchiali di altro
tipo, specie se di tipo prisma­
tico.
La lente che i n questo t ipo
di cannocchiale funziona d a ob­
biettivo può essere semplice ,
( b iconcava o pianoconvessa) op­
pure c o rretta con tro l ' a b e rra­
zione cromatica, purché sia di
tipo c o n v e rgente . L a lente o c u­
l a re deve invece essere una pia-
,I
446
,
=
no concava oppure biconcav a .
Il pote re di ingrandimento d i
un telescopio s i calcola facen­
do il rapporto t ra l a l unghezza
focale della lente dell'obbietti­
vo e l a lunghezza foc ale d i quel­
la dell'oculare; si comprende
quindi che u n c annocchiale di
questo tipo avrà una m aggiore
potenza di ingrandimento quan­
do l a lente dell'obbiettivo avrà
una lunghezza focale m olto
gran de e quando quella dell'o­
culare avrà" invece una lunghez­
za focale molto 'Piccola . Un can­
nocchiale di piccola potenz a , " ta­
scabile può , ad esempio, essere
realizzato usando per obbietti­
vo una lente da 90 m m . di lun­
ghezz a focale ed un oculare
con lunghezza focale d a 45 m m .
l'ingran dimento c h e n e de rive­
rà sarà di 2X.
Come si è detto , un telesco­
pio di questo genere non rap­
p resenta il non p lus ultra in
questo cam p o , ma h a i l v antag­
gio di occup are p ochissimo p o­
sto e costare una sciocchezza.
Per quei lettori che intendesse­
ro realizz a re un cannocchiale
come questo suggeriamo d i fare
ricorso a lenti p e r occhial i che
è possibile trovare p resso qual­
siasi ottico ad U n p rezzo acces­
sil:5ilissimo. Siccome le lenti d i
questo genere sono graduate in
diottrie occo rrerà chiedere , p e r
l'obbiettivo una lente d a l O
diottrie positiva e p e r l'oculare,
una da 20 diottrie , negativa .
L a diottria è u n numero che
indica quante volte l a lunghez­
za focale di una lente consi de­
rata in centimetri , e ntri nel nù­
mero 100 . A d esempio se la l u n. ghezza focale di una lente è d i
25 cm. , per i l c a l c o l o suindica­
to 0 00 : 2 5 ) avremo che essa
è da 4 diottrie . S e ad esempio
essa ha una lunghezza focale d i
5 cm . 000 : 5 ) ricaviamo che
il suo nume ro di diottrie è 20 .
Con una lente convessa da 2,5
diottrie ossia da 40 cm di lun­
" ghezza focale 0 00 : 40 = 2 ,5 )
i n funzione d i obbiettivo e con
una concava, d a 5 cm. ossia d a
2 0 diottrie possiamo avere un
ingrandimento di ( 40 : 5) 8 in­
gran dimenti .
Quando ci si accinge alla co­
struzione di un c annocchi ale , e
si tratta di dete rmin are la lun­
ghezza dei tubi da usare , si tie­
ne la lente concava, ossia quel.·
la che deve adempiere alle fun­
zioni di oculare , in p rossimità
dell'occhio; si rivolge l ' a ttenzio­
ne verso un oggetto distante cir­
ca cinque metri, si porta con
l ' al tra mano l a lente convessa
dinanzi a quella concava, in mo­
do che ambedue si trovino ben
centrate sulla linea che p a rte
(segue
a
pago 448)
FI G.4
:
_
: .et===
FIG.5
F I G. G
F I G.7
BIA N C O
F I G. 9
B I A N CO ----_--t---r
Fig. 4 : il più semplice telescopio terrestTe ad immagine dIritta, il costd­
detto telescopio Galileiano. Fig. 5 : disposizione delle lenti in un semplice
telescopio astronomico ad Immagine capovolta. FIg. 6: telescopio terrestre
composto, con complesso
raddrlzzatore dell'immagine. Fig. 7 : telescopio
astronomico o terrestre a specchio con riflesso della prima superficie : è
uno dei più semplici ed economici da costruire eppure permette dei for­
tissimi Ingrandimenti. L'immagine formata dallo specchio viene deviata
lateralmente, da uno specchietto o da un prisma in direz.ione del com_
plesso oculare. Fig. 8 : come la luce bianca, attraversando un prisma d i
vetro o di cristallo si divide nei . colori c h e la compongono. Fig. 9 : come
ha luogo la correzion-e dell'aberrazione cromatica in una lente doppia.
447
APPARECCHIO P E R CIFRARE
MES SAG GI SEGR E TI
Sollevamento del pignone sul suo perno, allo scopo
di disporre nella giusta posizione le lancette
Queste sono le varie parti che entrano nella costru­
zione d i questo apparecchio per la cifratura
uantunque l a possibilità di tra­
durre i n cifra dei messaggi e
poi, naturalmente di decifrar­
li, rivesta un interesse come passa­
tempo, non è raro il caso in cui
possibilità di tal genere, si dimo­
stri veramente utile .: questo accade,
aù esempio tra persone che abbia­
no interessi in comune, che non
abbiano sempre la possibilità di co­
municare di persona e che siano
quindi costretti a ricorrere alla cor­
rÌ"pondenza e che infine non gra­
èi&cano che la corriSDOndf'nza che
tra di essi intercorra sia compren-
sibile da ciascuno ed anzi si preoc­
pino che questo non accada, poiché
ciò potrebbe danneggiarli in qual­
che modo nei loro affari.
Da tali premesse appare subito co­
me l 'apparecchio che sto per illu­
strare possa interessare diverse clas­
si di persone : si tratta di un disposi­
tivo che permette di travisare tal··
mente i messaggi che soltanto gli
espertissimi funzionari degli uffici
cifra dello Stato sarebbero i n grado
di interpretarli.
Esso è stato progettato dallo stes­
so inventore del ponte di Wheat-
(segltle da pago 447)
dall'occhio dell'osservatore e che
giunge all ' o ggett o . S i spost a
quindi la l ente c onvessa in a­
vanti ed indietro, m an tenendo­
la sull a stessa linea, sino a che
l 'oggetto osservato non risulta
messo a fuoco. S i p rende nota
della distanza che i n questa p o­
sizione inte rçorre tra le due
lenti . Occo rre n ah,ualmente che
la l unghezza del tubo da adotta­
re sia alquan to maggiore della
distanz a trovata ; naturalmen te
invece di un solo tubo della
lunghezza totale occo rre adot­
tare due pezzi di tubo di c a r­
tone o di pJastica di diametro
tale che uno di essi possa scor..
rera. a l eggero attrito nell'altro
e cn e l'apertu ra inte rna sia po­
co dis's imile da quello che è i l
diametro d e l l a l ente usata p e r
obbiettivo. I l t ratto di sco rri­
mento di u n o dei tubi rispetto
all'altro deve e ssere di circa
una cinquantina di m m . S i rac­
comanda di tingere l 'interno dei
tubi , di qualsiasi m ateriale sia­
no costituiti , con dell ';.nchiostro
di china che elimini l e moleste
riflessioni.
Per p repa rare i l monta ggio
delle lenti, il sistema più sem­
pice è quello di fissare le stesse
alle estremità dei tub i , c o n
l 'aiuto di qualche pezzetto d i
n astro adesivo trasparente tipo
O
448
D I
stone, apparecchio questo, notissimo
·a coloro tra i lettori, che si inte­
ressano di radiotecnica. II disposi­
tivo presenta una certa somiglian­
za con i normali orol()gi, per il
fatto di avere due lancette coassia­
li. Ciascuna di queste ul,time g;iun­
ge, con 1 a sua punta, a ciascuno di
due quadranti che si trovano in po­
sizione concentrica e che portano,
stampigliata od anche semplicemen_
te scritta, una successione di lette­
re. AI!ro particolare di analogia con
quelle dell'orologio, queste lancette
hanno nel fatto di ruotare a velocità
O T T I C A.
Scotch , possibilmente dell'altez­
za di almeno 15 mm. Un siste..
ma consiste nel p rocu rare dei
pezzi di tun b o di diametro ri­
spettivamente m inore di quello
del tubo più grosso e di quello
più sottile, tagliarne dei tratti
dell'al tezza di 5 mm. circa. Ta­
l i anelli si inseriscono poi al­
l 'interno dei tubi co rrisponden­
ti e si incollano, poi a contrasto
con tali anelli si inseriscono le
l enti e s i immobilizzano anche
queste con qualche goccia di
adesivo Vinavil; indi, su ci ascu­
na delle l enti si fa calare un
altro degli anelli preparati ed
anche questi ultimi ;,i :'. ncollano
con il solito adesivp.