L’ occhio come intensificatore di immagini (Parte 2 di 3)
FIGURA 2
Dalle precedenti relazioni possiamo quindi calcolare la “quantum efficiency” a diverse luminanze. Il risultato è mostrato in figura 2. Possiamo considerare “elevata” questa efficienza quantistica e, con buona approssimazione, costante in un vasto ambito di luminanza. Il fatto che tenda a diminuire ai livelli più elevati può indicare l’entrata in gioco dei meccanismi responsabili della visione dei colori, a luminanze fotopiche, che richiedono un impegno energetico superiore a quello richiesto per la percezione acromatica, ai livelli più bassi.
L’efficienza quantistica dell’occhio umano si può anche determinare sperimentalmente. Occorre, allo scopo, un visore che si comporti come un sistema ideale, limitato, cioè, esclusivamente dalla fluttuazione quantistica della radiazione. Per esempio, una camera al silicone, capace di trasmettere immagini a bassi livelli. Sia il diaframma della camera eguale alla pupilla dell’occhio umano, e chiediamo all’osservatore di paragonare una scena reale con l’immagine ottenuta sul video. Ammettiamo che la distanza di osservazione sia la stessa, nei due casi. Se l’osservatore dichiara di vedere lo stesso nella realtà e sul video, l’efficienza quantistica del suo occhio è la stessa di quella misurata sul fotocadoto del tubo di cui è corredata la camera.
Altrimenti si varia il diaframma della camera, sino a che la sensazione non è la stessa come nella realtà. La differenza fra pupilla dell’occhio e diaframma della camera consente di stabilire la relazione tra numero di fotoni e luminanza.
Vediamo in tabella il risultato riportato da Rose nel corso delle osservazioni della sua sequenza di immagini, in cui osserviamo la definizione dei particolari aumentare gradualmente con l’aumentare del numero dei fotoni in gioco.
Esperienze del genere vengono effettuate sia per la misura dell’efficienza quantistica dei fotocatodi, sia per la prova degli intensificatori di immagini.
Si usa dire che l’occhio si comporta come un contatore di fotoni, in quanto, per avere la sensazione di luce, nello stato di adattamento al buio (dove la sensibilità è massima), bastano pochi fotoni (anche solo due, se si rispettano certe precauzioni). Evidentemente, l’energia di questi pochi fotoni, alla soglia, non sarebbe sufficiente per scatenare la scarica nervosa.
Facciamo un esempio crudemente approssimato: sia di 0,1 volt la tensione che si viene a stabilire attraverso 1 cm di membrana di rivestimento del nervo, la cui capacità sia di 10(alla -9) Farad. L’energia in gioco è, allora, di 10(alla -4) erg, che, evidentemente è circa 10(alla ottava) volte l’energia di un fotone nella parte visibile dello spettro.
Prof. Sergio Villani
Articoli correlati: L’ occhio come intensificatore di immagini (Parte 1 di 3)
