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lunes, 26 de diciembre de 2011

¿Por que me salen los ojos rojos en las fotos?

Esta entrada partipa del XXVI edición del Carnaval de la Física que en esta ocasión es albergado por Cuentos Cuánticos



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Pregunta existencial para los que en buena parte de las fotos salimos con ojitos de poseídos y nos preguntamos cuál pena de vidas pasadas estaremos pagando.



Después de hacer un análisis un poco más profundo caemos en cuenta que el problema se reduce a las fotos tomadas con flash y es que precisamente cualquier tema que tenga que ver con color se puede reducir a dos cosas: 1) la fuente de luz (en este caso el flash) y 2) el objeto que recibe la luz (para nuestros fines el ojo rojo de la foto).



Es decir, la razón de nuestro ojo poco fotogénico no tiene nada que ver con el karma si no con la manera en que la luz del flash invade (de forma casi violenta, podríamos decir) nuestro ojos.



Antes de meternos a entender el porque de los ojos rojos en las fotografías viene bien saber como adquieren su color la mayoría de cosas que nos rodean.
















Cuando vemos el color de un objeto lo que sucede es lo siguiente:


La luz del día es la que llega del sol, es luz blanca, que es una combinación de todos los colores que podemos ver, cuando la luz blanca alcanza un objeto interacciona con las moléculas que lo forman y debido a la composición química de estas absorben una parte de la luz y otra la reflejan.


Cuando vemos algo rojo, por ejemplo, es porque de la luz blanca con que es iluminado el objeto sólo refleja la parte roja y absorbe los demás colores.


La luz absorbida por el objeto se acumula en forma de energía que les da movimiento a las moléculas, este movimiento llega a manifestarse como un aumento de la temperatura del objeto


Por otro lado tenemos el ojo, la parte de él que se ve roja en las fotos es la pupila que en condiciones normales es negra. El color negro es la ausencia de luz, cualquier cosa que vemos negra tiene la característica de que absorbe toda la luz que le llega y no refleja nada. La pupila es el “huequito” por el que entra la luz al ojo.

A grandes rasgos es posible decir que la luz entra al ojo por la pupila pasa por la cornea y el cristalino que funcionan como lentes que enfocan la luz en la retina la cual se encuentra en la parte posterior del globo ocular. La retina tiene células sensibles a la luz (fotosensibles) que envían señales eléctricas al cerebro por medio del nervio óptico. El cerebro se encarga de generar la sensación de visión.


Esquema del ojo tomado de este link


El ojo, por mecanismos que no nos detendrán en este texto, tiene la capacidad de variar el tamaño de la pupila según las condiciones de luz en las que se encuentre. Así, si el día es soleado la pupila se hace pequeña, pues el exceso de luz nos encandilaría, pero si se oscurece el ambiente, ya sea por estar dentro de la casa o porque se hace de noche, la pupila se agranda para dejar entrar más luz hasta la retina y que esta pueda hacer llegar al cerebro la información suficiente para crear las imágenes. La pupila necesita un tiempo de adaptación para cambiar su tamaño, normalmente no lo notamos porque los cambios de luz natural son graduales, pero nos ha pasado eso de salir de un salón oscuro y encontrar un día fulgurante en el que hasta nos duelen los ojos de lo encandilados que estamos, o el caso contrario, entrar a una habitación que apenas está iluminada y no ver nada, en ambas situaciones pasado un rato es posible volver a ver pues la pupila llega a tener el tamaño adecuado para dejar entrar la luz suficiente a la retina.



Bien sabemos que el flash se usa en condiciones de poca luz, y por lo tanto en momentos en que la retina está muy abierta. Al activar el flash, que es una fuente de luz muy intensa, la pupila no tiene tiempo de cerrarse pues el destello sucede sin previo aviso así que entra mucha más luz al ojo de lo que sucede en cualquier situación de iluminación normal. Otro factor a tomar en cuenta es que el flash ilumina de forma directa el ojo, así que la intensidad y la manera en que llega al ojo hace que la luz que alcanza a la retina se refleje y salga por la pupila. El tejido de la retina es casi transparente pero hay irrigación de vasos capilares que al ser iluminados con la luz del flash reflejan la sangre que llevan dentro, de ahí la coloración rojiza que tienen los ojos en las fotografías con flash.



Lo último que hay que considerar es que quien termina por captar esa luz que sale de la pupila es la cámara que captura las imágenes por medio de un sensor de luz que tiene más sensibilidad que el ojo humano, por lo que puede captar detalles que probablemente no notaríamos a simple vista.



¿Como podríamos evitarlo?



Los fotógrafos profesionales evitan usar flash buscando otras fuentes de luz o usando los que no vienen incorporados en la misma cámara, así se ilumina a las personas pero de manera indirecta y no entra tanta luz al ojo.


Las cámaras compactas que anuncian tener un efecto “anti ojo rojo” hacen una serie de destellos de flash antes de tirar el de la foto, así la pupila reacciona y se cierra evitando la entrada excesiva de luz. Aunque funciona suele ser muy molesto el efecto de los flashazos continuos.


La otra que se me ocurre es no ver directamente a la cámara, se corre el peligro de que se burlen de uno por salir “viendo para el ciprés” pero evitando la luz directa del flash se librarán de los ojos rojos.



Si les interesa saber sobre este tema recomiendo este enlace que trae información muy completa sobre el tema.

lunes, 12 de diciembre de 2011

Los frenos de tu carro…

Tal vez en alguna ocasión ha oído a alguien referirse a los frenos del carro como “frenos hidráulicos”. ¿A qué se refieren con esta expresión?


De manera simplificada podemos dividir el sistema de frenos en tres partes ordenadas de la siguiente manera: el pedal de freno que se conecta a una serie de tuberías (las mangueras de frenos) que, a su vez, se comunican con las pastillas de frenos que son piezas que hacen fricción sobre las llantas para frenarlas (Ver figura 1).

Figura 1. Vista (simplificada) del sistema de frenos


Las mangueras de frenos están llenas de líquido (líquido de frenos) que cumple con la característica de no ser compresible, es decir, por más que se haga fuerza sobre él no lo podemos comprimir ni un poquito, es precisamente esta característica que lo hace deseable para el frenado ya que al aplicarle fuerza por medio del pedal se hace una presión sobre el fluido que está dentro de las mangueras, como el fluido no puede ser comprimido transmite esa presión hasta las pastillas de freno.



El funcionamiento de los frenos hidráulicos se basa en el Principio de Pascal que dice que “la presión ejercida en la superficie de un fluido se propaga en la misma medida por todo el fluido y hacia las paredes del recipiente que lo contiene”



Los frenos hidráulicos usan el principio de pascal no solo para transmitir presión del pedal de freno a las llantas, también utilizan este principio para generar un dispositivo multiplicador de fuerza. ¿Cómo es eso?... A ver, explico:



¿Has pensado como hacés para frenar un carro con la fuerza de tus pies? Si intentamos hacerlo, al mejor estilo de los Picapiedra, nuestros pies terminarían destruidos sin lograr frenar de manera apreciable el carro, el principio de pascal permite hacer una fuerza sobre el pedal del freno, la presión que se transmite dentro de las mangueras genera una fuerza mucho mayor sobre la llanta. A este principio suele llamársele el de "la prensa hidráulica" y se utiliza en muchas aplicaciones, además de los frenos, se hacen elevadores, y la silla del peluquero y el dentista funcionan así también.



Queda claro porque es importante revisar que el nivel del líquido de frenos sea el correcto y darle mantenimiento a las mangueras, en el momento en que las mangueras no estén completamente llenas de líquido habrá problemas con el frenado.



Dependiendo del mecanismo que se utiliza para frenar las ruedas los frenos hidráulicos se clasifican en dos tipos: de tambor y de disco. Para accionar los de tambor dos piezas llamadas zapatas hacen fuerza contra la parte interna del aro de la llanta, el en caso de los frenos de disco, la llanta tiene incorporado un disco de metal que gira con ella, para frenar, dos pequeñas palancas (las pastillas) hacen presión sobre los bordes del disco (Ver figura 2). En ambos casos el frenado se logra por fricción pero en los frenos de disco el rozamiento se da en una superficie menor que en los de tambor por cuanto hay un menor calentamiento que los hace más eficientes. Algunos discos, que deben tener un muy alto rendimiento como los de los carros de carreras, son ventilados, es decir, no son un disco sólido sino que tiene huecos en su superficie, los discos ventilados son más difíciles de construir y, como se imaginarán, más caros.












Figura 2. Funcionamiento de frenos: (superior) de tambor, (inferior) de disco




La mayoría carros tiene frenos de disco en las llantas delanteras que requieren de un mejor frenado y frenos de tambor en las llantas traseras, los carros que tienen discos en las cuatro llantas tienen precio más elevado.