Entrada de luz
La luz entra en la caja a través de un orificio muy pequeño hecho en el papel de aluminio.
Fundamentos
¿Qué es una cámara oscura?
Un pequeño orificio permite proyectar una imagen invertida en el interior de una caja cerrada.
La cámara oscura es un instrumento construido normalmente con una caja. La luz entra por un pequeño agujero realizado en uno de sus laterales y proyecta, sobre la cara opuesta, una imagen invertida de aquello que está situado frente al orificio.
Este principio nos permite comprender cómo funciona una cámara fotográfica. En las primeras cámaras, la superficie sobre la que se proyectaba la imagen se sustituyó por una película o negativo sensible a la luz.
El pequeño agujero de la cámara se denomina estenopo. Al tener un diámetro reducido, limita los posibles trayectos de la luz y permite formar una imagen definida en el interior de la caja.
Imagen invertida
Los rayos de luz se cruzan al atravesar el estenopo y forman una imagen invertida en la cara opuesta.
Observación indirecta
La imagen del Sol se observa sobre una pantalla blanca sin mirar directamente al disco solar.
Idea clave: la cámara oscura no amplía la imagen ni permite mirar directamente al Sol. Su función es proyectar una imagen indirecta sobre una superficie situada dentro de la caja.
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Representación del funcionamiento de una cámara oscura para la observación indirecta del Sol. Créditos: CESAR.
Geometría de la proyección
Del tamaño de la imagen al diámetro del Sol
La semejanza de triángulos relaciona el tamaño de la imagen proyectada con el tamaño real del Sol.
El tamaño de la imagen proyectada depende de la distancia entre el estenopo y la pantalla. Cuanto mayor sea la longitud interior de la caja, mayor será la imagen obtenida.
Si conocemos la longitud de la caja, el diámetro de la imagen proyectada y la distancia entre la Tierra y el Sol, podemos estimar el diámetro solar mediante una relación de proporcionalidad.
Relación proporcional:
Diámetro del Sol / Distancia de la Tierra al Sol = Diámetro de la imagen / Distancia de la imagen al orificio.
Diámetro del Sol / Distancia de la Tierra al Sol = Diámetro de la imagen / Distancia de la imagen al orificio.
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Diámetro real del Sol.
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Diámetro de la imagen solar proyectada.
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Distancia entre el estenopo y la pantalla de proyección.
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Ejemplo práctico de uso de la cámara oscura para observar el Sol. Créditos: CESAR.
Prepara el montaje
Lista de materiales
Marca cada elemento cuando esté preparado.
Seguridad: el cúter debe utilizarlo exclusivamente una persona adulta responsable. La cámara oscura permite observar una proyección indirecta del Sol. No mires nunca directamente al Sol a través del estenopo, del visor ni de ningún instrumento óptico.
Construcción
Construye la cámara oscura paso a paso
La caja debe quedar cerrada y oscura para que la imagen proyectada se distinga correctamente.
- Elige uno de los laterales de la caja y realiza un pequeño corte cuadrado. Esta abertura será el visor lateral por el que observarás la imagen proyectada.
- Realiza un segundo corte cuadrado en la caja. Esta será la abertura por la que entrará la luz del Sol.
- Si el interior de la caja no es blanco, recorta un rectángulo de papel blanco ligeramente más pequeño que la cara opuesta a la entrada de luz.
- Pega el papel blanco en el interior de la caja. Esta hoja funcionará como pantalla y será la superficie sobre la que se proyectará la imagen del Sol.
- Sella con cinta adhesiva todos los huecos, uniones o aberturas por los que pudiera entrar luz. El interior de la caja debe quedar lo más oscuro posible.
- Cubre la abertura de entrada de luz con un trozo de papel de aluminio y fíjalo bien con cinta adhesiva.
- Haz cuidadosamente un único orificio pequeño y limpio en el centro del papel de aluminio utilizando un alfiler o una aguja. Este orificio será el estenopo.
- Cierra completamente la caja y comprueba que no existan entradas de luz innecesarias.
- En el exterior, orienta la cara del estenopo hacia el Sol sin mirar por el agujero. Observa por el visor lateral hasta localizar la imagen proyectada sobre la pantalla blanca.
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Demostración de uso. Créditos: CESAR.
Observa y experimenta
Investiga la imagen proyectada
Modifica una sola variable cada vez para poder comparar los resultados.
1 Localiza la imagen del Sol
Orienta lentamente el estenopo hacia el Sol mientras observas la pantalla blanca a través del visor lateral.
Pregunta: ¿qué forma tiene la imagen proyectada y cómo cambia al mover la caja?
2 Compara el tamaño del estenopo
Prueba con dos trozos diferentes de papel de aluminio, uno con un orificio muy pequeño y otro con un orificio ligeramente mayor.
Pregunta: ¿cómo cambian la luminosidad y la nitidez de la imagen?
3 Mide la imagen proyectada
Mide la distancia entre el estenopo y la pantalla blanca y estima el diámetro de la imagen solar proyectada.
Conclusión: explica cómo influye la longitud de la caja en el tamaño de la imagen.
Conexión con la astronomía: durante un eclipse parcial, la imagen proyectada por una cámara oscura permite seguir de forma indirecta cómo la Luna va cubriendo progresivamente el disco solar.