Tutto al contrario?

Immagini invertite, capovolte, oppure entrambe le cose allo stesso tempo. Per fortuna possiamo averle anche nel verso giusto.

Per alcune osservazioni è importante che l’immagine dell’oggetto che stiamo osservando non sia né invertita né capovolta. Un prisma da solo non è sufficiente per ottenere un’immagine orientata correttamente. Un prisma di Amici può essere di aiuto.

Chiunque abbia un telescopio sa che l’immagine appare invertita e capovolta. Il motivo è dato dalle proprietà ottiche dello strumento, in cui l’obiettivo (lente o specchio) produce un’immagine (già invertita e capovolta), che poi viene osservata all’oculare come con una lente d’ingrandimento.

Questo effetto al telescopio disturba poco se per esempio si osservano gli ammassi stellari. Può dare fastidio se invece ci si vuole avvicinare a un oggetto celeste facendo starhopping: infatti, muovendo il telescopio verso sinistra, l’immagine nell’oculare si sposta verso destra. Bisogna sempre tenerlo a mente quando si osserva un oggetto deep-sky o la Luna, magari alla ricerca di un dettaglio specifico e si usa un atlante lunare. Naturalmente si può sempre capovolgere l’atlante, ma poi le indicazioni non saranno più comode da leggere.

Un aiuto in questo caso è offerto dai prismi zenitali, cioè da uno specchio (in realtà la superficie riflettente di un prisma in vetro) inclinato di 45° da inserire nel cammino ottico. Questo specchio devia il percorso della luce verso l'alto o di lato di 90°. In questo modo non solo l'esperienza visiva diventa molto più confortevole, soprattutto con gli oggetti più alti sulla volta celeste, ma allo stesso tempo, grazie alla riflessione sull'asse orizzontale, si ottiene un'immagine eretta, anche se ancora invertita.

Con un’immagine non più capovolta è più facile orientarsi, sia nelle osservazioni lunari che in quelle terrestri. Ma si può fare ancora meglio! Quasi tutti gli astrofili hanno in casa anche un binocolo, che fornisce immagini orientate in modo corretto, sia in verticale che in orizzontale. Il binocolo infatti è dotato di due prismi su ciascun lato. Questi prismi accorciano la struttura dello strumento, grazie a un cammino ottico “ripiegato” e, allo stesso tempo, tramite un’accorta disposizione garantiscono un’immagine che viene corretta in verticale dal primo prisma e in orizzontale dal secondo.

Si potrebbe ottenere esattamente questo effetto sul telescopio con due prismi zenitali, disposti uno dietro l'altro. Si tratterebbe però di una soluzione poco stabile e poco maneggevole; inoltre, non funzionerebbe affatto con molti telescopi, perché il percorso ottico si allungherebbe a tal punto da non riuscire più a mettere a fuoco.

Una soluzione efficace è data dal cosiddetto prisma di Amici. Si tratta di un accessorio che a prima vista sembra un normale prisma zenitale, ma che all’interno ha una struttura molto più complessa.

I prismi di Amici possono essere di due tipi, con deviazione a 45° o 90°, ma entrambi producono per l’osservatore immagini orientate correttamente sia in orizzontale che in verticale. Il principio di funzionamento per entrambi è lo stesso: similmente a un prisma zenitale, l’intero fascio luminoso viene deviato di 45° o 90°. Il “trucco” del prisma di Amici sta nel fatto che la superficie riflettente più importante non è piatta, ma è costruita come un tetto, con due superfici parziali inclinate.

L’intero fascio luminoso che entra nel prisma di Amici colpisce queste due superfici parziali e viene quindi diviso a metà. Queste due metà si riflettono separatamente sulle due superfici parziali per poi convergere nuovamente in un unico fascio riflesso, che prosegue il suo cammino. Questo procedimento genera un’immagine eretta e non invertita. Per garantire che la ricomposizione del fascio di luce avvenga senza problemi e non produca aberrazioni d'immagine, la precisione angolare delle due superfici deve essere elevatissima. Infatti, anche se le superfici riflettenti non sono a fuoco, per l’uso astronomico l’errore angolare non può superare uno o due secondi d'arco.

Rappresentare il percorso della luce in un prisma di Amici con un’immagine non è per nulla semplice. La difficoltà sta da un lato nel fatto che i raggi vengono riflessi più volte, e dall’altro che il fascio di luce viene suddiviso e le due metà vengono riflesse in modo diverso.

Un prisma di Amici è perfetto per l’uso visuale, quando si vuole osservare la Luna oppure oggetti terrestri, perché così l’immagine appare esattamente come ci si aspetta. Per l’uso fotografico invece è inutile, perché l’immagine prodotta deve solo essere girata. Anzi, sarebbe controproduttivo, perché le due superfici in cui il fascio entra ed esce, e le quattro superfici su cui viene riflesso, portano a una sensibile perdita di luminosità e contrasto, che in astrofotografia è bene evitare a ogni costo.

Per concludere, una nota: ciò che fino a qui abbiamo descritto è valido per i rifrattori, gli Schmidt-Cassegrain (SC), i Ritchey-Chrétien (RC) e i Maksutov, e non per i telescopi newtoniani, perché in questo caso c’è già uno specchio (secondario) deputato alla deviazione del fascio di luce.

Autore: Peter Oden / Su gentile concessione di: Oculum-Verlag GmbH