La Luce Invisibile
Pollastrini Simone

La Luce e la sua radiazione

La luce visibile è costituita da emissioni con una lunghezza d'onda compresa tra i 400 e i 720 nm,partendo dal colore viola dei 400nm, proseguendo nel blu, verde, giallo e arancio fino ad arrivareal rosso dei 720nm. vedi fig 1

Sotto la zona dei 400nm c'è la radiazione ultravioletta ,comunque radiazione di luce non visibile che in questo articolo non tratteremo. L'area di spettro di radiazione che interesserà a noi sarà dai 720nm fino ai 1200 nm chiamata near infrared , radiazione infrarossa, altrettanto invisibile e che si estende "indefinitivamente". Con l'aumentare della lunghezza d'onda le radiazioni si manifestano  prima come onde termiche, poi come onde radio.

La radiazione infrarossa normalmente è quasi invisibile ai sensori montati sulle fotocamere.In realtà i sensori delle fotocamere digitali sono molto sensibili alla radiazione infrarossa: possono registrare radiazioni luminose dai 300nm ai 1200nm; per questo motivo sopra il sensore è sempre presente un filtro al niobato di litio chiamato anche "IR CUT" , un filtro passa banda (400-700) nm che ha il compito di bloccare il più possibile la radiazione infrarossa ultravioletta per consentire una cromia naturale delle immagini a colori, e di ridurre al minimo gli effetti di moirè di dettaglio e di colore del sensore stesso .

Il sensore cmos e composto di una matrice di pixel rgb, disposti a reticolo. Come ogni dispositivo digitale, anche i sensori delle fotocamere e delle videocamere fanno uso dei soliti 3 colori (rosso,verde e blu) che combinati tra di loro, con la luminanza (ovvero l’intensità luminosa registrata) a fare da funzione peso, permettono di ricavare tutti gli altri colori

Nei sensori con pattern di tipo bayer, sul sensore, che è di tipo monocromatico, è applicata una maschera ( filtro colore ) su cui, per ogni pixel, si attua una suddivisione in 4 subpixel, 1 rosso, 1 blu e 2 verdi (perchè l’occhio umano è più sensibile al verde e, di conseguenza, è opportuno che su quelle frequenze l’informazione catturata sia massima) nel modo indicato in figura

Il processore, ricevute le informazioni necessarie, abbina al colore corrispondente ad una determinata locazione sulla maschera la relativa intensità luminosa ricevuta. Quindi fa lo stesso per i subpixel contigui e, interpolando i 4 valori di un rosso, un blu e due verdi, ricava il valore di un singolo pixel.

Detto questo, sembrerebbe che il sensore non possa mai captare la radiazione infrarossa , visto che ogni pixel ha il filtro relativo ad ogni colore ,,, (quindi limitato allo spettro del colore stesso , ossia : rosso 700 nm verde 500 blu 400 nm ), in realtà i filtri posti sul bayer non sono così selettivi da poter far passare solo le radiazioni interessate , ma reagiscono anche ad altre lunghezze d'onda ..

Analizzando la curva di sensibilità di un sensore cmos ( nikond70 ),vediamo che il pixel blu non solo è sensibile sulla lunghezza d'onda dei 450nm (blu ) , ma anche sugli 850nm,.il verde anche sui 750nm e il rosso parte addirittura da 600 fino ad oltre 1200.

Quindi non resta che togliere il filtro al niobato di litio ircut per registrare le nostre informazioni sull' infrarosso. Possiamo già intuire che utilizzando filtri particolari che tagliano precise lunghezze d'onda ,si possono ricavare foto all' infrarosso a colori, ma di questo parleremo successivamente. Bisogna fare attenzione che l'infrarosso viene spesso associato con il concetto di "radiazione termica", ogni oggetto emette spontaneamente radiazione in questa banda e a seconda della temperatura cambia intensità e lunghezza d'onda .(per la per la legge di wien aumentando la temperatura il picco di emissione si sposta sempre più verso il visibile finché l'oggetto non diviene incandescente.).Quindi le foto scattate all'ìinfrarosso dipendono dalla luce del sole ma anche dalla temperatura degli oggetti e dal loro grado di riflessione sull infrarosso.Ci aspetta un nuovo tipo di fotografia con risultati imprevedibili dovuto al fatto che la luce infrarossa illumina in maniera diversa la scena rispetto a quella visibile..