Luce
Assiomi sul funzionamento della luce:
- la luce è un’onda elettromagnetica
- la luce si propaga in una linea dritta in un mezzo omogeneo
- non c’è alcuna interazione tra luce emessa da sorgenti luminose diverse
- riflessione e rifrazione sono fenomeni che occorrono solo passando da un mezzo all’altro
- la velocità di propagazione dipende dal mezzo in cui si trova
Interazione con un mezzo
La luce, quando raggiunge un mezzo diverso da quello in cui si trova, può essere:
- trasmessa: parte dellaluce passa nel mezzo successivo con un certo angolo detto di rifrazione
- riflessa: parte della luce viene riflessa nel mezzo iniziale con un angolo uguale opposto a quello di incidenza
- assorbita: parte della luce si trasforma in calore
Luce incidente = luce riflessa + luce trasmessa + luce assorbita
Dispersione
La luce può essere creata da diverse sorgenti, che possono essere:
- radiazione per temperatura: sorgenti che operano ad alte temperature, più è alta più è bianca.
- radiazione per luminescenza: sorgenti che emettono luce in una banda spettrale ben definita con un’alta efficienza.
Lampade alogene
Usano filamenti di tungsteno per emettere luce per incandescenza. Spettro molto ampio dall’UV all’IR, e solo il 7% è visibile.
Vantaggi:
- resiste bene al calore
- sorgente molto luminosa
- spettro di emissione uniforme
Svantaggi:
- durata di vita corta
- soffre di drift (cambia spettro di emissione nel tempo)
- soffre del rumore nell’alimentazione
- emette luce UV
- scalda molto
Metal Vapor Lamp
Usa il ciclo di scarica del gas per creare luce. Luce bianca molto fredda.
Vantaggi:
- elevata potenza luminosa
- luce fredda
Svantaggi:
- breve durata
- voltaggi alti
- gas crea pressione e rischia di rompersi
- costo elevato
- emissione luce UV
- molto calore
Lampade allo Xeno
Usa il gas Xeno per produrre luce simile al sole. Modalità continua e strobo. Luce bianca molto bilanciata.
Vantaggi:
- grande quantità di luce
- temperatura luce alta quindi bianco bilanciato
- strobe con ottimo tempo di vita e velocità
- vita di flash
Svantaggi:
- elettronica costosa
- forma non flessibile ⇒ poche geometrie
Usate in ambienti veloci e in cui serve informazione colore.
Lampade fluorescenti
Usa un materiale fluorescente. Spettri diversi a seconda del rivestimento, che trasforma la luce UV del mercurio in luce visibile.
LAser
Luce concentrata monocromatica da sorgente puntiforme. Si lavora a basse potenze elettriche per raggiungere comunque buone illuminazioni. Rischioso però per la salute.
Emette luce coerente, ovvero luce con una sola lunghezza d’onda e con la stessa fase. Questo però genera il fenomeno dello Speckle, che poi va a introdurre il sumore sale e pepe nell’immagine.
Vantaggi:
- creare geometrie diverse
- luce perfettamente parallela
- alta intensità
Svantaggi:
- protezione
- illuminazione non omogenea per lo speckle
LED
Light Emitting Diodes.Componente elettronico che emette luce grazie alla possibilità che hanno alcuni materiali semiconduttori di produrre fotoni quando attraversati da corrente elettrica.
Nascono come sorgenti monocromatiche, ma è comunque possibile creare luce bianca:
- combinando tre led R G e B
- Applicando una copertura di fosforo giallo su un led con lunghezza d’onda corta (blu o UV). Sommando i due colori si genera il bianco
Si usa il secondo solitamente, così si può usare un solo led, e si ottiene un bianco migliore.
Il led può essere controllato sia impostando una certa tensione V nel circuito sia erogando direttamente corrente al LED. La luce generata dal led è lineare con la corrente, ma non lo è con la tensione.
- continua: corrente costante
- strobe: sovraalimentato, così da produrre più luce
- pulsed: alimentato con corrente nominale, ma viene acceso solo quando necessario
Per usare la modalità strobe bisogna considerare due parametri:
- tempo massimo di accensione del led
- duty cycle
Svantaggi:
- operano fino a 60 gradi
- non sono i più potenti tra le sorgenti
- i led bianchi vengono creati in maniera omogenea tra loro ma devono essere classificati in base alla temperatura