Hemos logrado construir una especie de cámara de fotos usando una caja de zapatos (una caja estanca a la luz), a la cual hemos hecho dos agujeros: un pequeño orificio circular en la parte de atrás (el estenopo) y una rendija rectangular en la parte de adelante. Asimismo, hemos colocado una hoja de papel de seda en la mitad de la caja, perpendicularmente, dividiéndola en dos.
El resultado es una cámara estenopeica, la cual es una cámara fotográfica sin lente, donde la imagen se invierte al pasar por el orificio, como se puede ver al observar a través de la rendija algún objeto con la luz del día. En la siguiente figura, se puede apreciar dicha inversión de la imagen:
Cuanto más pequeño sea el orificio por el que entra la luz, más nítida será la imagen que observemos en el papel de seda. Esto se debe a que el diámetro del orificio regula la cantidad de haces de luz que pasan por el mismo.
Cada uno de los puntos del objeto que queremos observar emite luz en todas las direcciones, pero solo algunos de esos haces de luz pasan por el orificio de la caja de zapatos. Al no haber un cambio de índice de refracción entre el exterior y el interior de la caja de zapatos, no existe razón alguna por la que la trayectoria de esos haces de luz provenientes de un punto del objeto tuvieran que desviarse, por lo que siguen su trayectoria en línea recta. Por lo tanto, como podemos ver en la imagen superior, un haz de luz proveniente de la parte superior del objeto llegará a la parte inferior del papel de seda, mientras que un haz de luz proveniente de la parte inferior del objeto llegará a la parte superior del papel de seda.
De esta manera, considerando todos los puntos que componen nuestro objeto, al final se formará una imagen invertida del objeto (es decir, el aumento lateral es negativo) en el papel de seda. Como el papel de seda es traslúcido, al observar desde la ranura de la parte de atrás de la caja de zapatos, veremos esa imagen invertida que se ha formado en el mismo.
En mi opinión, esta práctica ha sido muy útil para entender algunos conceptos de óptica experimentalmente. Por ejemplo, tuve que deducir por mi propia cuenta que los rayos de luz no se curvan debido a que el índice de refracción es el mismo fuera y dentro de la caja. Asimismo, al dibujar el recorrido de algunos de los haces de luz, me di cuenta de que la imagen que se obtiene está invertida respecto al objeto. Por lo tanto, opino que este experimento es una forma de que el estudiante aprenda de forma bastante autónoma y establezca relaciones entre distintos aspectos de la óptica, a la vez que aclara algunas cosas como que en las lentes sí que cambia la inclinación de los haces de luz debido a que presentan un cambio del índice de refracción.
Bibliografía:
Algunos aspectos de la cámara estenopeica que he explicado en esta entrada se mencionan en la siguiente página web:
https://raudiovisual.wordpress.com/2012/09/02/funcionamiento-de-una-camara-estenopeica/
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