Principi di ottica subacquea: come contrastare l’assorbimento – parte IV di Andrea Mucedola

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livello medio
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ARGOMENTO: OCEANOGRAFIA
PERIODO: XXI SECOLO
AREA: FOTOGRAFIA
parole chiave: ottica subacquea

L’assorbimento dipende fondamentalmente dalla qualità e dalla concentrazione del particolato. Per contrastare i problemi di assorbimento, si devono utilizzare possibilmente sorgenti luminose con lunghezze d’onda dai 480 ai 560 nanometri.

In passato, si utilizzavano lampade ai vapori di mercurio, che, pur avendo una discreta luminosità, lavorano su lunghezze d’onda tendenti al rosso. Negli anni ‘70, l’Astronautical Research Inc., nell’ambito delle ricerche per sviluppare delle lampade in grado di assicurare la massima propagazione in ambienti “diffondenti” quali acque, nubi e zone nebbiose, realizzò tre nuove sorgenti luminose. Queste lampade, che sono ancora prodotte, possiedono un’efficienza luminosa (Lumen/Watt) due volte maggiore di quella delle lampade ai vapori di mercurio, e ben cinque volte maggiore di quella delle vecchie lampade al quarzo. Inoltre, consentono un sostanziale risparmio di energia. Sono provviste di un riflettore e di un equilibratore di tensione, e costituiscono un vero e proprio sistema che può permettere anche al subacqueo un’ampia scelta d’illuminazione a seconda delle condizioni ambientali in cui deve operare.

Queste lampade sono:
– Le lampade ai vapori ad alta pressione di sodio (HPSA) che forniscono un’efficienza luminosa di più di 105 Lumen su Watt, con una vista media stimata a diecimila ore. Il loro spettro è caratterizzato da due massimi di diffusione nelle lunghezze d’onda di 570 e 600 nanometri, nella zona verde- giallo. Sono adatte per tutte le applicazioni industriali dove la resa dei colori non è di grande importanza. Hanno un colore che i costruttori definiscono “bianco dorato” ma che tende un pò al giallo arancione con temperatura di colore 2100 K

– la Lampada al tallio iodide (TI) è una lampada ad arco con vapori di metallo, consistente in un contenitore di quarzo con degli elettrodi posti alle estremità e dei cristalli di tallio iodide con vapori di mercurio. La luce del TI è nella regione del blu – verde e si avvicina al picco di sensibilità dei tubi televisivi Vidicon. E’ consigliata per applicazioni televisive ed ha una efficienza luminosa minima di 80 Lumen su Watt. La temperatura colore è  tra 4500°K e 6000°K, con un’emissione luminosa di circa 100 lumen/watt, il che le rende anche adatte per l’illuminazione di edifici, parcheggi o campi sportivi.

– La Lampada al dysplosio iodide (DI). Essa si distingue dalle altre lampade per la ricchezza dei suoi colori; è costituita da un miscuglio di dysprosio iodide, con vapori di mercurio,. Questa lampada, per le sue caratteristiche, si offre per usi fotografici o di osservazione visuale.

Tutte e tre le lampade precedentemente descritte, necessitano, a causa della loro curva caratteristica non lineare, di un dispositivo equilibratore. Nonostante queste sorgenti non abbiano un grande potere riflettente, per le loro caratteristiche, si possono prestare per alcune applicazioni subacquee.

In particolare, la HSPA per un uso in acque torbide e la TI con telecamere tipo Vidicon (ormai soppiantate dalle telecamere con sensori CCD e CMOS). Il dysprosio si presta particolarmente per le fotografie a colori (con filtri correttivi colorati), ma può essere utilizzato anche per riprese televisive, essendo un ottimo compromesso tra la HSPA e la TI.

Fine Parte IV – continua 
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foto di copertina Francesco Pacienza
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PARTE I
PARTE II
PARTE III
PARTE IV
PARTE V
PARTE VI

Fonti
Tesi specialistica Ottica subacquea e sue applicazioni nella guerra mine, 1985
Underwater Optical Imaging: Status and Prospects di Jules S. Jaffe, Kad D. Moore, John McLean e Michael R Strand
In Water Photography”, Mertens, 1970 
wikipedia

andrea mucedola

contrammiraglio in congedo della Marina Militare Italiana (riserva), ha servito 15 anni a bordo delle unità di superficie, in numerosi Comandi nazionali, all’estero e in zone di guerra. Laureato in scienze marittime delle difesa presso l’Università di Pisa ed in Scienze Politiche cum laude all’Università di Trieste, è analista indipendente di maritime security e collabora con riviste on line del settore italiane ed internazionali. Istruttore subacqueo, si è brevettato Scientific Diver nel 1993 presso l’International School Scientific Diving di cui, dall’anno successivo, è diventato docente di cartografia e geodesia applicata ai rilievi in mare. Nel 2015 ha ideato OCEAN4FUTURE con lo scopo di condividere la cultura del mare e, nel 2019, ha ricevuto il Tridente d’oro dell’Accademia delle Scienze e Tecniche Subacquee per la divulgazione scientifica.

www.ocean4future.org