specchio

specchio

spècchio [Der. del lat. speculum, da specere "osservare"] [LSF] (a) Generic., qualunque corpo la cui superficie dia luogo a riflessione di radiazioni acustiche, in partic. sonore (s. sonoro), o elettromagnetiche, in partic. luminose (s. luminoso). (b) Specific., corpo di cui una superficie sia costituita e foggiata in modo da assicurare la riflessione di date radiazioni (acustiche, radio, infrarosse, luminose, ecc.) con una determinata geometria del fascio riflesso (per es., divergente per irradiare una vasta regione oppure convergente su un certo oggetto) e con la maggiore efficienza possibile, sinon. di riflettore. Dal punto di vista del funzionamento, il trattamento teorico di riferimento è quello degli s. ottici (v. oltre), utilizzabile anche per altre radiazioni ondulatorie, comprese quelle acustiche. ◆ [OTT] S. a coniugazione di fase: v. coniugazione di fase: I 720 f. ◆ [FSD] S. a incidenza radente: v. ottica dei raggi X: IV 366 d. ◆ [OTT] S. a multistrati: v. ultravioletto: VI 398 c. ◆ [OTT] S. deformabile: v. ottica adattabile: IV 344 e. ◆ [ELT] S. di corrente: v. circuiti elettronici integrati: I 614 d. ◆ [ELT] S. elettrici, o elettromagnetici o radio: s. per riflettere onde radio, usati spec. per antenne direttive a microonde (antenne direttive a riflettore: v. antenna: I 169 c); per onde di non piccolissima lunghezza d'onda, quali quelle ultracorte, possono essere costituiti da una superficie metallica a rete, anziché continua, con grandi vantaggi per la maggiore leggerezza e la minore presa al vento. ◆ [ELT] S. elettrostatico: tipo particolare di lente elettrostatica, che riflette il fascio di particelle incidente: v. lenti elettrostatiche: III 394 e. ◆ [FPL] S. magnetico, semplice e multiplo: v. confinamento magnetico: I 710 b, e. ◆ [OTT] S. ottico: il più semplice sistema catottrico, costituito da un solo diottro riflettente, cioè da una sola superficie riflettente, piana (s. piani) o curva (s. sferici, paraboloidici, ellissoidici, cilindrici, ecc.). Tale superficie è quella che separa due mezzi otticamente diversi, in cui il secondo è di solito opaco; generalm. è la superficie di una lastra di vetro sulla quale vengono realizzate, mediante la deposizione di uno strato metallico, le condizioni per una riflessione metallica, e dunque con alto e uniforme coefficiente di riflessione (v. riflessione e rifrazione della luce: V 14 d). Negli s. piani ordinari la metallizzazione è effettuata sulla faccia posteriore della lastra, la quale ultima viene così ad assolvere alla duplice funzione di supporto e di protezione della superficie riflettente (quella metallo-vetro). Le lastre, oltre che a facce ben piane e parallele, perfettamente trasparenti e incolori, devono essere prive di bolle, striature, difetti di qualsiasi genere; per la metallizzazione s'adopera di norma argento, con procedimento di precipitazione o anche rame con una certa percentuale di stagno; sul sottile strato metallico, che dev'essere perfettamente uniforme e privo di difetti, si applica, a tergo, uno strato protettivo, di rame elettrolitico e vernice oppure di sola vernice. In s. per applicazioni scientifiche, sia piani sia curvi, la metallizzazione viene invece effettuata sulla faccia anteriore della lastra, al fine di evitare certi inconvenienti dovuti alla duplice riflessione che negli s. ordinari la luce subisce, sia sulla faccia metallizzata posteriore sia, in minor misura, sulla faccia anteriore; più che argento, si usa alluminio o platino; quest'ultimo dà superfici lucentissime e inalterabili, mentre il primo, che però si ossida all'aria e va quindi periodicamente sostituito, dà superfici con alta riflessività anche nell'ultravioletto, com'è richiesto in certe applicazioni, per es. per strumenti spettrografici. Partic. nel caso di s. curvi, oltre a s. di vetro s'usano anche s. metallici, costituiti da una superficie metallica lucidata oppure alluminata, argentata, cromata. Per quanto riguarda la formazione delle immagini, questa è governata dalle stesse leggi riguardanti i sistemi diottrici (tipic., le lenti), per le quali v. sistemi ottici, salvo a porre sistematicamente in tutte le formule n₂=-n₁, essendo n₁ l'indice di rifrazione del mezzo in cui si trova lo s. (normalmente l'aria, con n₁≈1). Ricorderemo qui di seguito le principali conclusioni cui queste leggi danno luogo per alcune importanti categorie di specchi. (a) S. piani. Di un oggetto AB (v. fig.) uno s. piano S fornisce un'immagine A'B' virtuale, diritta, ribaltata, di uguale grandezza (immagine speculare), priva di aberrazioni; un osservatore O ha l'impressione di vedere l'oggetto dietro lo s.; in effetti, l'immagine, dai cui punti sembra che provengono i raggi riflessi, è simmetrica dell'oggetto rispetto alla superficie riflettente. (b) S. sferici concavi. La superficie riflettente è 1a parte concava di una calotta sferica. La teoria della formazione delle immagini è relativ. semplice se si resta entro i limiti delle approssimazioni di Gauss dell'ottica geometrica, e cioè se si considerano raggi parassiali, vale a dire raggi poco inclinati sulla congiungente il vertice V (v. fig.) con il centro C della calotta, che ha il nome di asse (principale) dello s., e s. di piccola apertura, vale a dire calotte di dimensioni sensibilmente minori del raggio di curvatura r; entro questi limiti, uno s. sferico concavo è un sistema centrato ortoscopico, che dà cioè immagini prive di aberrazioni. Di questo sistema, i due punti principali coincidono in uno solo, che è il vertice V, e così i due fuochi, che coincidono in un solo fuoco F reale, punto di concorso dei raggi riflessi corrispondenti a un fascio di raggi incidenti paralleli fra loro e all'asse VC, posto su quest'ultimo a una distanza f (distanza focale) da V pari a metà del raggio r della calotta; i due punti nodali coincidono in uno solo, che cade nel centro C. Questa essendo la posizione dei punti cardinali, immediata è la costruzione dell'immagine A'B' di un oggetto AB: per ogni punto, come mostrato nella fig. 2 per il punto A, basterà, per es., considerare il raggio b parallelo all'asse, che si riflette passando per il fuoco, e il raggio c per il centro, che si riflette su sé stesso, il punto d'incontro di tali raggi (o dei loro prolungamenti, nel caso di immagini virtuali) essendo l'immagine o, se si preferisce, il punto coniugato A' del punto oggetto A. Nella fig. sono schematizzati, in base a questo criterio grafico, quattro casi salienti. Questi risultati, ottenuti per via geometrica, si ritrovano tutti per via analitica mediante la seguente relazione, ricavata, nei limiti delle approssimazioni di Gauss, dalle leggi della riflessione regolare e nota come formula degli s. sferici di piccola apertura: (1/p)+(1/p')=2/r=1/f, dove p, p' sono le distanze dei punti oggetto e dei punti immagine, rispettiv., dal piano principale π (fig. 2), cioè dal piano per il vertice, ortogonale all'asse, riferite a un asse di distanze coincidente, in direzione con l'asse a, avente l'origine nel vertice V e orientato come indicato, cioè con la parte positiva nello spazio anteriore allo specchio; poiché a questo asse vanno riferiti anche il raggio r e la distanza focale f, risulta dunque che queste due ultime grandezze, come pure p, sono in ogni caso positive, mentre p' può risultare, in conseguenza dell'essere p maggiore oppure minore di f, positiva oppure negativa; naturalmente, al fatto che p' risulti negativa, corrisponde il formarsi dell'immagine al di là dello s., cioè corrisponde un'immagine virtuale. Ulteriori caratteristiche dell'immagine possono ottenersi introducendo l'ingrandimento lineare (trasversale) dello s., cioè il rapporto G tra dimensioni corrispondenti dell'immagine e dell'oggetto, valutate trasversalmente all'asse ottico, con rifer., per l'oggetto e per l'immagine, ai due assi y, y' indicati nella fig. 2; si dimostra che è G=p'/p=f(p-f): così, a immagini reali, capovolte, corrisponde un ingrandimento positivo. (c) S. sferici convessi. La superficie riflettente è la parte convessa di una calotta sferica. Valgono tutte le considerazioni svolte per gli s. concavi; in partic., nelle approssimazioni di Gauss, cioè per raggi parassiali e s. di piccola apertura, valgono le formule date dianzi; stavolta il raggio r (e quindi anche la distanza focale f) è però una grandezza negativa, in conseguenza del fatto che il centro (e il fuoco) è virtuale, cioè cade dietro lo s., per cui, come senza difficoltà si riconosce in base alle relazioni ora ricordate oppure procedendo per via geometrica (v. fig.), le immagini fornite da uno s. convesso sono sempre virtuali, diritte, impiccolite. (d) S. paraboloidici. La superficie riflettente è la faccia concava di un paraboloide di rotazione. Stante la simmetria, il comportamento rispetto ai raggi incidenti che giacciano in un piano meridiano è il medesimo qualunque sia il piano in questione: di qui la possibilità, analoga a quella che si ha per gli s. sferici, di ridursi a problemi piani, riferendosi appunto a piani meridiani, in cui la traccia dello s. è un arco di parabola (donde l'uso improprio di chiamare parabolici tali s.). Una notevole proprietà degli s. paraboloidici è che tutti i raggi di un fascio parallelo all'asse dello s. (che è l'asse di rotazione del paraboloide) concorrono nel fuoco, qualunque sia l'apertura del fascio (v. fig.); questa circostanza, per la quale è rimossa la limitazione della piccola apertura necessaria per l'ortoscopia degli s. sferici, semplifica gradualmente la teoria della formazione delle immagini e, sul piano pratico, rende gli s. paraboloidici insostituibili per realizzare sistemi ortoscopici di grande apertura, per es. per telescopi astronomici e per proiettori luminosi. (e) S. ellissoidici. La superficie riflettente è la faccia concava di un ellisoide di rotazione; sono anche detti, impropr., ellittici, in quanto, come per i precedenti s. sferici e paraboloidici, è possibile studiarne il comportamento rispetto a raggi complanari all'asse riducendosi a un piano meridiano, in cui la traccia dello s. è un arco di ellisse; trovano qualche applicazione per la loro proprietà che a un raggio incidente passante per uno dei fuochi corrisponde un raggio riflesso passante per l'altro fuoco, qualunque sia l'inclinazione sull'asse del raggio incidente (v. fig.). ◆ [FSN] [OTT] S. polarizzatore: v. ottica neutronica: IV 400 f. ◆ [OTT] S. rotante: prisma regolare, esagonale od ottagonale, con facce laterali costituite da specchi piani, usato per ottenere un disegno di analisi di immagini per es. negli oscillografi meccanici ottici: v. oscillografi e oscilloscopi: IV 335 f. ◆ [ACS] S. sonoro: dispositivo per riflettere, divergere e far convergere suoni, secondo le leggi dell'ottica geometrica e quindi con modalità analoghe a quelle degli s. ottici, costituito da una superficie piana, sferica o paraboloidica, nel cui fuoco è il radiatore sonoro (uno speciale altoparlante). ◆ [FPL] Rapporto di s.: v. confinamento magnetico: I 710 d.