La Cámara Oscura

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Esta entrada es la colaboración de Física, arroz y frijoles al XXVIII Carnaval de la Física que en esta edición se alberga en nuestro blog

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La luz siempre ha sido una obsesión para los humanos. Tanto artistas como científicos han tratado de “capturarla” para estudiarla y reproducirla.

La cámara oscura fue uno de los artificios que ambos bandos (científicos y artistas, en muchas ocasiones puestos como antagónicos pero en realidad más parecidos de lo que ellos mismos se han enterado aún) utilizaron, y utilizan, para comprender como actúa la luz.

La cámara oscura es una caja sellada en la que se hace un agujero muy pequeño. La luz entra a la cámara únicamente por este agujero y revela una imagen invertida sobre el fondo de la caja.

Aunque lo más común es que se relacione la cámara oscura con los inicios de la fotografía este aparato fue desarrollado mucho antes de que se soñara tomar una sola foto. Sus primeras alusiones se encuentran en tratados de óptica árabes en el año 965. Entre otras aplicaciones ayudó en el invento del telescopio.

Con el tiempo también fue utilizada para hacer dibujos, poniendo al fondo de la cámara algún papel translúcido que permitía “calcar” la imagen que se formaba en él. El uso asociado a la fotografía se dio cuando se colocó al fondo de la cámara material fotosensible, es decir que al ser expuesto a la luz cambia sus propiedades, lo que permitió hacer las primeras fotografías

¿Cómo funciona la cámara oscura?

El hueco pequeñito de la cámara permite entrar unos pocos haces de luz, entre más grande sea el orificio más difusa será la imagen.

La luz que llega a un objeto, en este caso la flor, se refleja y algunos de los haces de luz logran entrar a la cámara y llegar hasta el fondo que es la pantalla sobre la que se forma la imagen. La imagen se forma invertida debido a que la luz viaja en línea recta (también se invierten izquierda y derecha por la misma razón). En la figura las flechas representan la dirección de algunos de los haces de luz que salen de la flor y llegan al fondo de la cámara, queda claro entonces la razón de la inversión de la imagen.

Es bien sabido que este es el principio en que se basa la fotografía. De hecho esas cámaras antiguas, como las que vemos en las fábulas, en que el fotógrafo se tapaba con una tela negra tenían como fin lograr perfecta oscuridad dentro del aparato, porque no se lograba sellarlo de manera satisfactoria de la luz externa si no era tapándolo con este manto.

El ojo humano y de muchos animales funciona como una cámara oscura también, probablemente hemos oído que las imágenes que vemos se forman invertidas en la retina. En el caso del ojo además del pequeño orificio, que es la pupila, se tienen algunos lentes, el cristalino y la córnea, cuya función es enfocar cualquier objeto, este cerca o lejos, en la retina.

¿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.