Gradiente spettrale
In astrofisica e planetologia, il gradiente spettrale è una misura della dipendenza della riflettanza dalla lunghezza d'onda.
Nel campo dell'elaborazione numerica dei segnali (digital signal processing, abbreviato in DSP), è una misura di quanto rapidamente un segnale audio decade alle alte frequenze, calcolata con la tecnica della regressione lineare.[1]
In astrofica e planetologia[modifica | modifica wikitesto]
Lo spettro visibile e infrarosso della luce solare riflessa da un corpo celeste è utilizzato per dedurre alcune proprietà fisiche e chimiche del corpo in oggetto. Alcuni oggetti possono essere più brillanti (cioè avere una riflessione maggiore) alle alte lunghezze d'onda e quindi appaiono più rossi nel visibile di altri oggetti che non mostrano una dipendenza della riflettanza dalla lunghezza d'onda.
Il diagramma a lato illustra tre tipologie di gradiente spettrale:
- gradiente rosso, la riflettanza aumenta con la lunghezza d'onda
- spettro piatto (in nero)
- spettro blu, la riflettanza diminuisce con la lunghezza d'onda
Matematicamente il gradiente spettrale viene definito come:
dove è la riflettanza misurata con i filtri F0, F1 che hanno come lunghezza d'onda centrale rispettivamente λ0 e λ1.[2]
Il gradiente spettrale è tipicamente espresso in incremento percentuale della riflettanza (riflessività) per unità di lunghezza d'onda: %/100 nm (o % /1000 Å). Esso viene usato prevalentemente nel vicino infrarosso mentre l'indice di colore è più utilizzato nella parte visibile dello spettro elettromagnetico.
L'oggetto transnettuniano Sedna è un tipico esempio di un corpo che mostra un netto gradiente nel rosso (20%/100 nm), mentre lo spettro di Orcus appare piatto nel vicino infrarosso.
Gradiente spettrale audio[modifica | modifica wikitesto]
Il gradiente spettrale di molti segnali naturali audio (cioè la tendenza ad avere minore energia alle alte frequenze) è conosciuto da molto tempo,[3] e si sa che esso è relativo alla natura della sorgente sonora. Un modo per quantificarlo è di applicare la regressione lineare all'analisi di Fourier del segnale, da cui si ottiene un singolo numero che indica la pendenza della curva che meglio interpola i dati spettrali.[1]
Animali in grado di percepire il gradiente spettrale[modifica | modifica wikitesto]
Si ritiene che lo scarabeo stercorario sia in grado di percepire il gradiente spettrale del cielo e della luce polarizzata, e che lo utilizzi per orientarsi nei suoi spostamenti.[4]
Anche le formiche del deserto del genere Cataglyphis utilizzano il gradiente di polarizzazione e della luce del cielo per orientarsi nei loro spostamenti.[5]
Note[modifica | modifica wikitesto]
- ^ a b G. Peeters, A large set of audio features for sound description, tech. rep., IRCAM, 2004.
- ^ A. Deressoundiram, H. Boehnhardt, S. Tegler e C. Truillo, Color Properties and Trends of the Transneptunian Objects, in The Solar System Beyond Neptune, 2008, ISBN 978-0-8165-2755-7.
- ^ D. B. Fry, The Physics of Speech, Cambridge Textbooks in Linguistics, Cambridge University Press, 1996.
- ^ Scientists have finally figured out how dung beetles use celestial navigation to return home - ScienceAlert, su sciencealert.com, 19 agosto 2017. URL consultato il 19 agosto 2017 (archiviato dall'url originale il 19 agosto 2017).
- ^ (EN) R. Wehner, The ant's celestial compass system: Spectral and polarization channels, in Orientation and Communication in Arthropods, Birkhäuser, Basel, 1997, pp. 145–185, DOI:10.1007/978-3-0348-8878-3_6, ISBN 978-3-0348-9811-9.