Bases físicas de la fotografía

Luz. Refracción. Sombras. Espectro visible. Fotografía. Imagen

  • Enviado por: Caracolak
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FOTOGRAFÍA MICRO Y MACROSCÓPICA

TEMA 1: BASES FÍSICAS DE LA FOTOGRAFÍA.

PRINCIPIOS DE ÓPTICA.

La luz y sus características.

La palabra fotografía deriva de los términos griegos “photos” (luz) y “graphein” (dibujo); literalmente vendría a significar dibujar con la luz. A lo que a fotografía se refiere, esta, obtiene imágenes por la acción de la luz, sobre una superficie debidamente preparada. Para ello concurren dos fenómenos: uno físico, la luz, y otro químico, preparación del material sensible a la acción de la luz y revelado del mismo.

La luz.

La luz es una forma de energía (radiación electromagnética) que se transmite en formas de ondas, desplazándose en línea recta a 300.000km/s. La parte superior de la onda se denomina cresta y la inferior valle; la distancia entre dos crestas o dos valles se denomina longitud de onda ().

El ojo humano sólo es capaz de percibir longitudes de onda entre 400 y 700 nm (luz visible). A esto se le conoce como espectro visible, con longitudes de onda menores a 400nm se encuentran los rayos U.V., RX ( los rayos X no atraviesan el plomo), R (usadas para esterilizar a nivel industrial), rayos cósmicos; con longitudes de onda superiores a los 700nm tenemos IR, ondas hertzianas (ondas de radio), ondas eléctricas.

El espectro visible comprende los siguientes colores:

  • Violeta: 400-700 nm

  • Azul: 425-490 nm

  • Verde: 490-575 nm

  • Amarillo: 575-585 nm

  • Anaranjado: 585-600 nm

  • Rojo: 600-700 nm

Los cuerpos que emiten luz, se llaman cuerpos luminosos (Sol, bombilla, vela, flash de cámara...) y los cuerpos que se hacen visibles se denominan cuerpos iluminados, los cuales pueden reflejar, absorber o dejar pasar la luz.

Los cuerpos que dejan pasar la luz se pueden dividir en transparentes (cristal, vidrio, aire o agua), en los cuales los rayos se transmiten total o parcialmente en línea recta o bien siempre en refracción; y translúcidos (cristal mate o esmerilado, pergaminos, folios), en los cuales la luz se dispersa en todas direcciones.

Los cuerpos que absorben la luz se llaman opacos (madera, metal), estos bloquean la luz absorbiendo la mayoría de los rayos luminosos.

Los cuerpos que reflejan la luz se les llama superficies pulidas (espejos, barniz) reflejan la mayoría de los rayos luminosos, así que cuanto más pulida sea la superficie, más rayos se reflejan; las oscuras absorben los rayos.

La luz se caracteriza por cuatro elementos fundamentales:

  • Se mueve en forma de ondas.

  • Se propaga en línea recta

  • Se mueven a gran velocidad (300.000km/s en el vacío), la cual varía según el medio que atraviese, de forma que es más lenta cuanto mayor sea la densidad de este; se mueve mas despacio en el aire y en superficies con mayor densidad como el agua o el vidrio.

  • Está formada por partículas de energía o fotones, los cuales originan cambios químicos, alteran los colorantes; así cuanto más intensa sea la luz más fotones contiene.

  • Cuando la luz alcanza una superficie.

    Cuando la luz alcanza una superficie, rostro, mesa, etc, lo que sucede a continuación depende de la textura, del tono y del color del material y también del ángulo y del color de la luz.

    Materiales opacos a la luz.

    Si el material bloquea totalmente la luz (metales, ladrillos) parte se refleja y parte se absorbe (se convierte en calor). Así, cuanto más oscuro es el material mayor es la proporción de luz reflejada. Por este motivo, el estuche negro de una cámara al sol, se calienta más que uno claro, si el material es de algún color se refleja la longitud de onda de dicho color y absorbe la mayoría del resto de longitudes de onda presentes en la luz. Ejemplo: pintura azul, refleja el azul y absorbe el rojo y verde de la luz blanca. Pero si la luz carece de algunas , la apariencia del objeto se verá alterada (objeto azul iluminado con luz IR se ve negro.

    El acabado de la superficie también influye en el modo en que la luz se refleja. Una superficie mate, como hoja de papel o piel dispersa la luz uniformemente. Sin embargo, si la superficie es brillante actúa como un espejo y refleja casi toda la luz que recibe en una sola dirección

    Cuando la luz incide sobre una superficie brillante en ángulo recto, se refleja también en ángulo recto, es decir, en la misma dirección pero en sentido opuesto. Por tanto, siempre que fotografiemos una superficie brillante, se debe de poner la iluminación de modo que la luz no se refleje directamente en el objetivo.

    Materiales transparentes o translúcidos.

    No todos los materiales son opacos a la luz, el vidrio, plástico o agua, por ejemplo, son transparentes y transmiten la luz directamente, mientras que el papel vegetal, las nubes y cristales esmerilados difuminan la luz que transmiten y por ello se llaman translúcidos (sirven en fotografía para que no haya sombras).

    Refracción.

    Cuando la luz pasa oblicuamente del aire a otro material translúcido se produce un efecto conocido con el nombre de refracción.

    La velocidad de la luz disminuye cuando pasa del aire al vidrio. Las ondas de choque se ralentizan de forma desigual cuando la luz alcanza el medio más denso oblicuamente. Como consecuencia, se forma un nuevo trazado rectilíneo con un ángulo ligeramente más perpendicular a la superficie o vidrio.

    La refracción solo desvía la trayectoria de los rayos oblicuos. La luz que pasa de un medio transparente a otro, en ángulo recto, disminuye ligerísimamente su velocidad, pero no modifica su dirección.

    Vemos pues que la luz puede desviarse. La causa es que la luz se mueve más despacio en el cristal que en el aire.

    Cámara oscura.

    La posibilidad de formar imágenes mediante un orificio pequeño es de antigua conocida, y constituye la base de la cámara oscura:

    Su explicación es sencilla: como la luz viaja en línea recta, los rayos procedentes de la parte superior de la escena situada frente al orificio, solamente puede llegar a la parte inferior de la pantalla receptora del interior de la cámara, y viceversa, formando así, una imagen invertida. Esta imagen es oscura y poco definida, porque el orificio ha de ser muy pequeño , lo que provoca una cierta dispersión de los rayos que lo atraviesan.

    Para producir una imagen más luminosa y definida es preciso recoger más luz y hacer que los rayos se converjan, es decir, enfocar.

    Esto exige la utilización de una lente. Ya sabemos, que cuando un rayo de luz alcanza un material transparente, como el cristal, con un ángulo oblicuo, su trayectoria se ve afectada o refractada.

    Si se construye un disco de cristal más grueso en el centro que en los bordes, puede aprovecharse la refracción para hacer que todos los rayos de luz converjan en un punto: hemos diseñado una lente convergente.

    Una lente convergente transmite los rayos que proceden de cada punto del sujeto y los enfoca sobre una superficie plana como papel o película fotográfica. La imagen está invertida en todas las direcciones respecto al objeto original, y es nítida y detallada.

    Ahora bien, para que la imagen que recogemos en el papel sea completamente nítida, la distancia entre el papel y la lente tendrá que tener una distancia determinada y va a depender del poder de convergencia que tenga la lente y de la distancia entre la lente y el sujeto.

    Esto nos lleva a definir la distancia focal (dfocal), que equivale a la distancia existente entre la lente y la imagen bien enfocada de un objeto que se encuentra en el infinito.

    Cuando una lente convexa está enfocada sobre un sujeto muy alejado, su distancia a la película es igual que la distancia focal. Si el objeto está más cerca los rayos procedentes de él serán menos paralelos, y el poder de refracción de la lente no podrá enfocarlos, sino que se enfocan detrás de la película, formando una imagen mayor. En muchas cámaras el objetivo se desplaza hacia delante para compensar este desplazamiento, lo que permite enfocar sobre la película objetos más cercanos. Cuanto más próximo este el sujeto , más lejos de la película habrá de estar el objetivo.

    Sombras.

    La luz viaja en línea recta y en todas direcciones desde la fuente de emisión. Esto significa que la luz directa procedente de una fuente compacta como el Sol o una bombilla, resulta muy intensa y como consecuencia procede sombras profundas y definidas.

    Pero cuando delante del foco de luz se coloca una hoja de papel vegetal, este deja pasar la luz y la difumina en todas las direcciones, consiguiendo en el objeto iluminado una sombra suave.