Cos’è l’imaging di Schlieren?
L’imaging di Schlieren è una tecnica di imaging ottico utilizzata per visualizzare le differenze di densità in un mezzo trasparente. Questa tecnica è stata sviluppata nel XIX secolo dal fisico tedesco August Toepler, con l’obiettivo di studiare la propagazione delle onde sonore nell’aria.
Negli ultimi anni, l’imaging di Schlieren ha trovato ampio uso in svariati campi, come ad esempio la ricerca aerospaziale, la microfluidodinamica, la biologia e la diagnosi medica. L’immagine di Schlieren è caratterizzata da una serie di linee di transizione luminose che indicano il passaggio di variazioni di densità del mezzo.
Come funziona l’imaging di Schlieren?
L’imaging di Schlieren si basa sull’utilizzo di un fascio di luce collimata e di una lente di Schlieren, a sua volta composta da due lenti sferiche di diversi raggi di curvatura. Il fascio di luce viene fatto passare attraverso la lente di Schlieren, che lo devia e lo focalizza su uno schermo posto a una certa distanza.
Se il mezzo attraversato dal fascio di luce presenta variazioni di densità, queste possono essere rivelate grazie alla deviazione della traiettoria del fascio di luce. In questo modo, si possono visualizzare le diverse zone del mezzo in cui si verificano queste variazioni e le relative linee di transizione luminose.
Esempi di applicazioni dell’imaging di Schlieren
L’imaging di Schlieren è stata impiegata in varie applicazioni, tra cui la ricerca aerospaziale per studiare il comportamento di flussi di gas intorno a aeromobili e missili, la microfluidodinamica per studiare il flusso di liquidi in microcanali e la biologia per la visualizzazione di processi biologici come la propagazione di onde sonore all’interno di tessuti biologici.
In campo medico, l’imaging di Schlieren è stata utilizzata per diagnosticare patologie oculari come l’astigmatismo e la cataratta, grazie alla capacità della tecnica di visualizzare le variazioni di densità del cristallino.
Vantaggi e limitazioni dell’imaging di Schlieren
Uno dei principali vantaggi dell’imaging di Schlieren è la sua capacità di visualizzare variazioni di densità del mezzo invisibili ad altre tecniche di imaging. Inoltre, questa tecnica non richiede alcuna preparazione del campione e non è invasiva.
Tuttavia, l’imaging di Schlieren presenta alcune limitazioni, come ad esempio la necessità di un’illuminazione intensa e uniforme, e la difficoltà di distinguere variazioni di densità molto piccole. Inoltre, la tecnica richiede attrezzature specifiche e un’adeguata formazione per la sua esecuzione, il che la rende meno accessibile rispetto ad altre tecniche di imaging.
