Cámara oscura

Introducción

La Luna es nuestro satélite natural y se contempla con gran esplendor durante la noche, por ello que ha sido foco de estudios científicos sino que también inspiración para muchos. La magnitud de ella es insignificante en comparación con el Sol y más con el universo.

Por consiguiente su investigación sólo se realiza en centro especializados de Astronomía, sin embargo esposible traer su estudio a formas más rudimentarias y a bajo costo, con la construcción de una cámara oscura o de orificio, sistema que proyecta una imagen invertida de un objeto luminoso, similar al ojo humano o a una cámara fotográfica.

La cámara se puede promover como un buen recurso didáctico en clases de ciencias, sobre todo de Física, al estimular el aprendizaje por investigación.

Fundamentoteórico

Fundamentación Física de la Cámara de Orificio

Muchos dispositivos ópticos dejan pasar la luz a través de un pequeño orificio o diafragma, por
ejemplo, la pupila en el ojo.

¿Por qué en la cámara oscura aparece una imagen?
La clave está en el diafragma. Imaginemos el muñeco iluminado por el Sol. Hemos dicho que cada punto del muñeco iluminado refleja rayos luminosos en todasdirecciones. Si interponemos una pared con un pequeño orificio, sólo pasarán algunos rayos hacia la pantalla, procedentes de la cabeza, sólo pasarán los que se dirigen hacia abajo; procedentes de los pies, sólo los que se dirigen hacia arriba; de la derecha del objeto, sólo llegarán a la izquierda de la pantalla,…. La selección de rayos del diafragma produce proyección de puntos–imagen procedente deun solo tipo de puntos del objeto. Por tanto, se forma una imagen; es decir, se limita la luz procedente de cada punto del sujeto a un solo haz. Los haces provenientes de otros puntos están en diferentes ángulos de incidencia, por lo que no inciden en la misma zona de la pantalla. La imagen se forma porque hay una correspondencia entre punto–objeto y punto–imagen.

¿De qué depende la luminosidadde la imagen?
La luminosidad de la imagen depende de varios factores:

• La intensidad de la luz que ilumina el objeto (que es una variable ajena a la cámara). Esta cámara rudimentaria es muy sensible a las variaciones de este factor. De hecho, sólo si el objeto está iluminado por la luz directa del Sol radiante, se podrán ver imágenes coloreadas.
• La longitud o profundidad de lacámara: a medida que ésta aumenta, la energía luminosa que forma la imagen se distribuye en una superficie mayor en la pantalla, dando una imagen cada vez menos iluminada.
• El diámetro del diafragma: un inconveniente de la cámara oscura que proponemos, es su escaso poder de transmisión de luz o “sensibilidad”, debido a la débil magnitud de energía luminosa que pasa a través del diafragma. Paradejar pasar suficiente luz interesaría que éste fuera grande pero, como veremos, las imágenes serían borrosas.

¿De que depende el tamaño de la imagen en la cámara oscura?

En principio, el tamaño de la imagen podría depender de los siguientes factores:
• Una variable ajena a la cámara como es la distancia objeto–cámara,. Es decir, los objetos alejados de la cámara se ven más pequeños que losque están cercanos, de la misma forma que ocurre habitualmente con nuestra vista. Esto se aprecia cuando, por ejemplo, estamos observando a un compañero que pasa de estar a 2 m de la cámara, a 4 m de ella.
• La profundidad de la cámara: cuando observamos objetos cercanos, como un compañero a pocos metros de la cámara, con una ampliación de la longitud de la cámara en unos 20 cm, será suficientepara que aparezca una imagen de tamaño apreciablemente mayor. Pero si observamos objetos lejanos, como un edificio del otro lado de la calle, no se dan las proporciones necesarias y la distancia del objeto a la cámara es casi “infinito”, comparada con las variaciones en su profundidad.

¿De qué depende la nitidez de la imagen?
La cámara oscura produce imágenes necesariamente borrosas porque...