Esperimenti, esperimenti, esperimenti

Nel corso dell’Ottocento l’evoluzione dell’ottica e degli strumenti legati all’immagine aprì nuovi orizzonti alla fotografia. Il medico, fisico e chimico inglese William Hyde Wollaston si distinse per invenzioni e scoperte che contribuirono all’affermazione delle apparecchiature ottiche nel mondo della fotografia, mentre il problema di rendere stabile l’immagine trovò la sua risposta chimica nel lavoro di John Herschel, che ebbe anche un rapporto con Hippolyte Bayard.

William Hyde Wollaston nacque il 6 agosto 1766 a East Dereham, nel Norfolk, e si formò in scienze e medicina al Gonville and Caius College di Cambridge, dove ottenne il dottorato in medicina nel 1793. Il suo interesse si spostò presto sulla chimica e sull’ottica: scoprì il palladio nel 1802 e il rodio nel 1804 e fu tra i primi a osservare le righe scure nello spettro solare. Nel 1806 brevettò un apparecchio chiamato camera lucida, anche se alcune fonti indicano il 1807.

La camera lucida di Wollaston

Il cuore della camera lucida è un prisma di vetro a quattro facce ottiche, tagliato con angoli di 67,5° e 135°. La luce proveniente dalla scena subisce due riflessioni interne totali: l’immagine non risulta capovolta né invertita e si perde pochissima luce. Poiché non si può guardare attraverso il prisma, l’osservatore avvicina l’occhio al suo spigolo e vede insieme la scena e il foglio posto sul tavolo. Con la matita l’artista traccia sul foglio i contorni che gli appaiono sovrapposti.

Secondo alcune ricostruzioni, il prisma era ricavato da vetro flint, più denso del comune vetro crown, e veniva montato all’estremità di un’asta regolabile fissata al tavolo da disegno con un morsetto metallico. Sempre secondo queste descrizioni, una vite permetteva di variare la distanza tra prisma e foglio e, con essa, il fuoco apparente dell’immagine. Bastava spostare l’occhio di pochi millimetri dall’asse ottico, o alzare di poco il prisma, perché il disegno risultasse sfocato o deformato. Chi disegnava teneva l’occhio sul bordo del prisma e la matita nella mano destra.

Wollaston scelse il nome camera lucida, «camera luminosa», in contrapposizione alla camera obscura, anche se i due strumenti non hanno somiglianze ottiche: la camera oscura proietta un’immagine su una superficie, la camera lucida la sovrappone alla vista del foglio. Lo strumento era spesso accompagnato da lenti negative deboli, che creavano un’immagine virtuale a distanze diverse e aiutavano chi aveva difficoltà a mettere a fuoco insieme scena e carta.

La camera lucida fu un ponte tra l’arte manuale e le tecnologie fotografiche, perché introduceva il concetto di proiezione ottica controllata. Senza ricorrere alla camera oscura, l’artista otteneva un tracciato preciso dell’oggetto reale e ne conservava proporzioni e prospettiva. Secondo alcune ricostruzioni, molti botanici e anatomisti dell’epoca la adottarono per realizzare tavole di fiori, piante e organi umani, in cui contavano dettagli minuti come le venature delle foglie o i contorni delle ossa.

Il legame con la fotografia è anche biografico. Nel 1833, sul lago di Como, William Henry Fox Talbot si trovò in difficoltà con una camera lucida e fu proprio la frustrazione per il disegno incerto a spingerlo, una volta a Lacock Abbey, a cercare un modo per fissare chimicamente le immagini della camera oscura.

L’evoluzione dell’ottica: la lente menisco di Wollaston

Nel 1812 Wollaston progettò una lente a menisco, cioè concavo-convessa, pensata per proiettare un’immagine più piana delle lenti biconvesse in uso. Le due superfici sono sezioni di sfera con raggi diversi, e la loro combinazione riduce le deformazioni ai bordi e dà un fuoco più uniforme su tutto il campo. Secondo alcune ricostruzioni, la lavorazione richiedeva mole rivestite di polvere di diamante, con una tolleranza inferiore a 0,005 mm sullo spessore del menisco, e al termine la lente veniva lucidata con soluzioni di olio di lino e cera d’api per levigare le microscopiche irregolarità. Secondo la ricostruzione di Wikipedia, fu la prima lente progettata espressamente per l’uso in macchina fotografica, con lo scopo di migliorare l’immagine della camera oscura.

Alla base c’è una formula classica dell’ottica geometrica, quella del costruttore di lenti: per una lente sottile 1/f = (n – 1)(1/R₁ – 1/R₂), dove f è la lunghezza focale, n l’indice di rifrazione del vetro e R₁ e R₂ i raggi delle due superfici. Il menisco agiva sulla qualità dell’immagine proiettata e lasciava invariato il sistema di visione. L’idea di uno specchio riflex per la camera oscura risale infatti a Johann Zahn, che la propose nel 1685, e le reflex fotografiche arrivarono molto più tardi, tra Otto e Novecento.

Secondo alcune ricostruzioni, lenti a menisco derivate da questo schema trovarono posto nelle prime macchine fotografiche, dove una lente semplice con il diaframma anteposto offriva un campo piano a basso costo. Alcune fonti gli attribuiscono inoltre studi di ottica geometrica sul calcolo della lunghezza focale di lenti a menisco e biconvesse, rimasti come riferimento per i laboratori ottici dell’epoca. Secondo alcune ricostruzioni, quei calcoli, pubblicati intorno al 1813, furono tenuti presenti da Petzval quando progettò il suo obiettivo, e le formule dei menischi sarebbero rimaste nei calcoli degli obiettivi costruiti in seguito.

Il calcolo ottico fece un salto decisivo nel 1840 con l’obiettivo di Joseph Petzval, progettato a Vienna per raccogliere circa ventidue volte più luce della lente usata da Daguerre nel 1839. Da questa famiglia di soluzioni discende una parte importante della fotografia moderna: secondo le descrizioni correnti, telemetrie di luce, diaframmi, ottiche ad apertura variabile e obiettivi sempre più luminosi permisero di riprendere in condizioni di luce via via più difficili.

Herschel e il fissaggio con il tiosolfato di sodio

John Frederick William Herschel, nato il 7 marzo 1792 a Slough, scoprì nel 1819 che il tiosolfato di sodio (Na₂S₂O₃), allora chiamato iposolfito di soda, scioglie gli alogenuri d’argento, e pubblicò il risultato. Era una scoperta di chimica, senza un’applicazione fotografica immediata: la fotografia, a quel tempo, non esisteva ancora. Il legame con il lavoro dei pionieri della chimica dell’argento è diretto, perché il problema irrisolto di Wedgwood e Davy era proprio quello di arrestare l’azione della luce sui sali.

La svolta arrivò nel 1839. Dopo l’annuncio del dagherrotipo, Herschel cominciò all’inizio di febbraio le prove con la camera oscura e riconobbe che la stessa sostanza poteva servire da fissatore. La comunicò a Talbot e a Daguerre. Quest’ultimo, che in origine fissava le lastre con una soluzione calda satura di sale comune, adottò in seguito il tiosolfato, su suggerimento di Jean-Baptiste Dumas. Nello stesso anno coniò il termine «fotografia», come racconta la introduzione alla storia della fotografia, e fu il primo a usare le parole «negativo» e «positivo» in ambito fotografico.

La reazione chimica può essere espressa sinteticamente così: AgBr + 2 S₂O₃²⁻ → [Ag(S₂O₃)₂]³⁻ + Br⁻. Il tiosolfato porta in soluzione i sali d’argento non esposti, che formano un complesso solubile, e lascia al suo posto l’argento metallico che costituisce l’immagine. Dopo il fissaggio le carte vanno lavate a lungo per eliminare i residui di sale solubile, che con il tempo potrebbero danneggiare la superficie.

Secondo alcune descrizioni delle sue prove, Herschel usava soluzioni di tiosolfato al 10-15 per cento, in acqua deionizzata, a una temperatura ambiente di 18-20 °C, e lasciava le carte nel bagno per cinque-dieci minuti, agitandole a intervalli regolari perché il fissaggio risultasse uniforme e non lasciasse depositi irregolari sulla superficie.

La scoperta di Herschel pose fine alle immagini effimere e rese possibile la fotografia duratura. Senza fissaggio, le stampe sarebbero andate incontro a un annerimento progressivo sotto l’azione della luce. Secondo la tradizione, Herschel condivise il metodo senza cercare brevetti. Talbot lo adottò per la maggior parte delle sue stampe dai primi anni Quaranta dell’Ottocento: il 23 settembre 1840 aveva scoperto che una breve esposizione lasciava un’immagine latente sviluppabile con acido gallico, e nel febbraio 1841 brevettò il calotipo. Il fissaggio con tiosolfato è rimasto fino a oggi la fase finale del procedimento in bianco e nero, anche dopo l’idea dell’emulsione alla gelatina che Richard Leach Maddox pubblicò l’8 settembre 1871.

Fissare l’immagine significava poterla conservare, copiare e far circolare: per questo la scoperta viene spesso indicata come il passaggio dalla curiosità scientifica a un fenomeno diffuso. Herschel continuò inoltre a studiare l’azione dello spettro sulle sostanze sensibili alla luce, e nel 1840 ottenne la prima immagine all’infrarosso, un termogramma realizzato con luce solare focalizzata su particelle di carbonio sospese nell’alcol.

Le scoperte di Wollaston e di Herschel sono due facce della stessa storia: l’una orientata alla proiezione ottica controllata, l’altra alla stabilizzazione chimica delle immagini. Un’ottica sempre più raffinata e procedimenti chimici sempre più affidabili resero possibile, nell’Ottocento, la fotografia come la conosciamo. Secondo alcune ricostruzioni, la stessa combinazione permise di realizzare già negli anni Cinquanta dell’Ottocento le prime macchine fotografiche tascabili, in cui menischi e doppie lenti biconvesse ridussero il volume delle custodie. Dal prisma di Wollaston alle ottiche acromatiche di oggi il percorso è lungo ma coerente: ogni novità chimico-fisica ha richiesto adeguamenti meccanici, e viceversa.

Il 1819 resta dunque la data della scoperta chimica, il 1839 quella in cui il fissaggio entrò davvero nella fotografia e l’immagine poté durare. Sul fondo di questi due anni il puzzle degli sforzi scientifici, delle intuizioni ottiche e delle sperimentazioni chimiche si ricompose. È nata la fotografia.

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La Storia della Fotografia: Capitolo Precedente – Capitolo Successivo

Per situare l’argomento nel quadro complessivo della storia si rimanda a La storia della fotografia: la linea temporale.

Aggiornato Ottobre 2026