Un gruppo di studenti delle classi quinte dei licei scientifico, classico e linguistico ha realizzato un progetto innovativo di modellazione 3D, ricreando digitalmente alcuni strumenti storici e scientifici. Utilizzando software avanzati di grafica e stampa 3D, i ragazzi hanno studiato il funzionamento e il design degli strumenti, trasformandoli in modelli tridimensionali fedeli all’originale. Il progetto ha unito competenze tecniche e umanistiche, promuovendo un approccio interdisciplinare alla conoscenza e alla sperimentazione.
Il banco ottico nel 1800
ITALIANO
Il banco ottico di epoca ottocentesca, particolarmente utilizzato durante la dinastia degli Asburgo, era uno strumento fondamentale per la fotografia e l’arte, che sfruttava i principi fisici dell’ottica per ottenere immagini precise.
ENGLISH
The 19th-century optical bench, particularly used during the Habsburg dynasty, was a fundamental
tool for photography and art, utilizing the physical principles of optics to obtain precise images.
ITALIANO
Consisteva in una struttura rigida con una grande lente convessa che proiettava un immagine su una superficie piana, come una lastra fotografica o una tela. La luce che passava attraverso la lente veniva focalizzata, creando un’immagine rovesciata e ridotta visibile all’osservatore attraverso uno schermo semitrasparente. Il banco ottico divenne quindi essenziale per ottenere una fedeltà visiva adeguata e precisa sia nella fotografia che nell’arte pittorica dell’epoca.
ENGLISH
It consisted of a rigid structure with a large convex lens that projected an image onto a flat surface, such as a photographic plate or a canvas. The light passing through the lens was focused, creating an inverted and reduced image visible to the observer through a semi-transparent screen. The optical bench thus became essential for achieving accurate and precise visual fidelity in both photography and painting during that era.
I nuovi modelli del banco ottico
ITALIANO
Rispetto al suo antenato in legno e ottone il banco ottico si produce tutt’ora e differisce dal modello asburgico in 4 aspetti principali.
- È costruito con materiali più durevoli come acciaio inossidabile o leghe metalliche resistenti, plastiche dure e schermi in plastica o tela sintetica.
- Comprende sorgenti di luce elettroniche aggiuntive come laser e lampadine
- Comprende più elementi come lenti e direzionatoti della luce, si ha infatti la possibilità di acquistare i vari elementi separatamente.
- Presenta due diverse unità di misura sull’asta centrale, in centimetri (cm) e in pollici (in).
ENGLISH
The new models of the optical bench. Compared to its wooden and brass ancestor, the optical bench is still produced today and differs
from the Habsburg model in four main aspects.
- It is made with more durable materials such as stainless steel or resistant metal alloys, hard
plastics, and screens made of plastic or synthetic fabric. - It includes additional electronic light sources like lasers and light bulbs.
- It includes more components such as lenses and light direction devices, and it is possible to purchase the various elements separately.
- It features two different measurement units on the central rod, in centimeters (cm) and inches (in).
Il principio fisico del banco ottico
ITALIANO
Il principio fisico su cui si basa il banco ottico è la proiezione dell’immagine. La luce proveniente da un oggetto o da una scena attraversa la lente convessa, che focalizza i raggi luminosi in un punto di
convergenza. L’immagine-risultante viene-proiettata su una superficie piana (come una lastra fotografica, una tela o una carta), creando una riproduzione dettagliata dell’oggetto o del paesaggio osservato. Dal punto di vista fisico, la lente convessa ha la funzione di focalizzare i raggi luminosi che passano attraverso di essa, creando un’immagine ridotta e rovesciata. L’immagine proiettata si forma sulla superficie opposta alla lente, dove il fotografo o l’artista può osservarla attraverso uno schermino semitrasparente (un piccolo vetro smerigliato o un foglio traslucido). In questo modo, si rende l’immagine visibile, e l’osservatore può procedere a tracciare il contorno dell’immagine proiettata, utilizzando il banco ottico come uno strumento di precisione.
ENGLISH
The physical principle on which the optical bench is based is the projection of the image. The light
coming from an object or scene passes through the convex lens, which focuses the light rays to a
point of convergence. The resulting image is projected onto a flat surface (such as a photographic
plate, a canvas, or paper), creating a detailed reproduction of the object or landscape being
observed. From a physical standpoint, the convex lens helps to focus the light rays passing through
it, creating a reduced and inverted image. The projected image forms on the surface opposite the
lens, where the photographer or artist can observe it through a semi-transparent screen (a small
frosted glass or a translucent sheet). In this way, the image becomes visible, and the observer can
proceed to trace the outline of the projected image, using the optical bench as a precision tool.
Altre applicazioni
Fotografia tradizionale nel 1800
ITALIANO
Nel campo della fotografia, il banco ottico veniva utilizzato per regolare con precisione la messa a fuoco e l’inquadratura prima di esporre la lastra sensibile alla luce. Poiché le esposizioni richiedevano tempi lunghi, lo strumento permetteva di ottenere immagini molto dettagliate e nitide. Questo modello sta infatti alla base del prototipo di Jacques Mandé Daguerre che utilizzò proprio il principio dei banchi ottici tradizionali.
ENGLISH
In the field of photography, the optical bench was used to adjust with precision the focus and framing before exposing the light-sensitive plate. Since exposures required long times, the instrument allowed for the creation of very detailed and sharp images. This model is in fact the basis for the prototype by Jacques Mandé Daguerre, who used the principle of traditional optical benches.
Le fotocamere degli smartphone
ITALIANO
Con l’avvento della tecnologia hanno iniziato a circolare i primi smartphone, con gli anni sono poi stati migliorati sempre di più per soddisfare le esigenze delle persone, ma come può un apparecchio così sottile contenere tutti gli elementi necessari per scattare fotografie di qualità elevata come una fotocamera standard?
- Prima che la luce raggiunga il sensore di immagine essa passa attraverso un piccolo foro nel corpo del telefono, la dimensione di quel foro è chiamata apertura e determina quanta luce entra nel sensore della fotocamera (un’apertura più ampia è una buona cosa per le fotocamere mobili perché significa che la fotocamera ha più luce con cui lavorare)
- Una volta che la luce entra nel modulo della fotocamera, l’obiettivo raccoglie la luce in arrivo dallo scatto e la dirige verso il sensore.
- Le fotocamere degli smartphone sono costituite da molte lenti in plastica chiamate elementi che direzionano nuovamente la luce e i vari colori.
- Per allineare nuovamente i fotoni è necessario un sistema di messa a fuoco (La maggior parte degli smartphone affida al software la messa a fuoco).
- A causa della natura della luce, diverse lunghezze d’onda della luce vengono rifratte ad angoli diversi mentre passano attraverso una lente. Ciò significa che i colori della scena vengono proiettati sul sensore della fotocamera fuori allineamento, risolto grazie alla presenza di diversi filtri colorati che lascia passare solo determinati colori di luce
ENGLISH
With the advent of technology, the first smartphones began to circulate, and over the years, they
have been improved to meet people’s needs. But how can such a thin device contain all the elements
necessary to take high-quality photos like a standard camera?
- Before light reaches the image sensor, it passes through a small hole in the phone’s body. The size of this hole is called the aperture and determines how much light enters the camera sensor (a wider aperture is a good thing for mobile cameras because it means the camera has more light to work with).
- Once the light enters the camera module, the lens gathers the incoming light from the shot and directs it toward the sensor.
- Smartphone cameras are made up of many plastic lenses called elements, which redirect the light and various colors.
- To realign the photons, a focusing system is required (most smartphones rely on software for focusing).
- Due to the nature of light, different wavelengths of light are refracted at different angles as they pass through a lens. This means that the colors of the scene are projected onto the camera sensor out of alignment, which is resolved thanks to the presence of various color filters that only allow certain colors of light to pass through.
Uno strumento senza tempo
ITALIANO
Il banco ottico ha giocato, fin dal 1800 un ruolo fondamentale nello sviluppo delle arti e dell’ottica diventando un capostipite del progresso tecnologico che ha permesso la creazione di molti strumenti di uso comune come gli smartphone e le macchine fotografiche tradizionali. Si può quindi dire che è grazie ai primi banchi ottici promossi nelle scuole durante il dominio asburgico che siamo giunti a dove siamo ora, un altra tappa che sarebbe risultata irraggiungibile senza la fisica.
ENGLISH
The optical bench has played, since the 1800s, a fundamental role in the development of the arts
and optics, becoming a cornerstone of technological progress that enabled the creation of many
common tools such as smartphones and traditional cameras. It can be said that it is thanks to the
early optical benches promoted in schools during the Habsburg reign that we have reached where
we are now, another milestone that would have been unattainable without physics.