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TRABAJO PRÁCTICO 1 – Cámara e Iluminación – Mauro Berteri 1) ¿Qué es la luz? La luz es forma de energía que nos permite ver lo que nos rodea.
La Luz es invisible a los ojos humanos, solo la podemos percibir en los objetos que
ilumina por lo tanto nosotros solo vemos luz reflejada. Al encontrarse con un objeto
opaco, se genera una sombra.
La luz se desplaza en línea recta, el comportamiento de la misma varía en función de
la naturaleza del material sobre el que incida. Los opacos, como la madera, la
bloquean y absorben la mayor parte de sus rayos. Los transparentes, como el cristal o
el agua, se dejan atravesar. Las superficies texturadas la dispersan en todas las
direcciones, y la luz que ellas reflejan es "difusa". Las superficies pulidas de vidrio o
metal reflejan la luz sin dispersarla, y forman imágenes especulares.
La velocidad de la luz es constante, no cambia, pero si puede cambiar la dirección de
la misma. Al cambio de dirección se lo llama refracción de la luz.
2) Definir y graficar: Longitud, frecuencia y amplitud de onda 2.1 Longitud de onda: La luz es la fuente de los colores; está formada por ondas las cuales tienen diferentes
longitudes que las percibe en forma de color: las más largas como rojo y las más
cortas como azul-violeta.
Cada color tiene su propia longitud de onda y es la variación de esta longitud la que
permite obtener todos los colores posibles.
En el siguiente grafico podemos ver representado la descomposición de la luz a través
de un prisma y sus diferentes longitudes de onda.
Cada color por lo tanto tiene una longitud de onda. Por ejemplo el color Rojo tiene una
longitud de onda de 0,66 µm y el azul 0,5 µm (1µm = 10-6 metros (m)).
La longitud de onda es la distancia entre dos valles consecutivos.
La letra griega "l" (lambda) se utiliza para representar la longitud de onda en
ecuaciones. Una longitud de onda larga corresponde a una frecuencia baja, mientras
que una longitud de onda corta corresponde una frecuencia alta.
Las ondas de radiación electromagnética que forman la luz visible tienen longitudes de
onda entre 400 y 700 nanómetros (luz morada) y 700 (luz roja) nanómetros (10-9
metros).
2.2 Frecuencia de onda: La frecuencia es una magnitud que mide el número de repeticiones por unidad
de tiempo de cualquier fenómeno.
La frecuencia tiene una relación inversa con el concepto de longitud de onda; a mayor
frecuencia menor longitud de onda y viceversa. La frecuencia f es igual a
la velocidad v de la onda, dividido por la longitud de onda λ (lambda)
Cuando las ondas viajan de un medio a otro, como por ejemplo de aire a agua, la
frecuencia de la onda se mantiene constante, cambiando sólo su longitud de onda y la
velocidad.
2.3 Amplitud de onda: Es la longitud máxima respecto a la posición de equilibrio que
alcanza la onda en su desplazamiento.
3 ¿Qué es el espectro electromagnético? El espectro electromagnético (o simplemente espectro) es el rango de todas las
radiaciones electromagnéticas posibles. El espectro de un objeto es la distribución
característica de la radiación electromagnética de ese objeto.
El espectro electromagnético se extiende desde las bajas frecuencias usadas para la
radio moderna (extremo de la onda larga) hasta los rayos gamma (extremo de la onda
corta), que cubren longitudes de onda de entre miles de kilómetros y la fracción del
tamaño de un átomo.
Se piensa que el límite de la longitud de onda corta está en las cercanías de la
longitud Planck, mientras que el límite de la longitud de onda larga es el tamaño del
universo mismo, aunque en principio el espectro sea infinito y continuo.
El espectro cubre la energía de ondas electromagnéticas que tienen longitudes de
onda diferentes. Las frecuencias de 30 Hz y más bajas pueden ser producidas por
ciertas nebulosas estelares y son importantes para su estudio. Se han descubierto
frecuencias tan altas como 2.9 * 1027 Hz a partir de fuentes astrofísicas.
4 Definir y graficar el espectro visible El ojo humano puede percibir solo una pequeña porción del espectro electromagnético
y esto se denomina espectro visible. Por lo tanto el espectro visible es la porción de
espectro electromagnético que podemos ver.
5) Definir y graficar: Luz directa. Reflexion. Indice de reflexión. Tipos de reflexión.
5.1 Luz directa: Se denomina de esta manera a la luz en la cual el rayo se dirige
desde la fuente de luz hacia la superficie. Si en el rayo de luz no interfiere ningún
obstáculo, al punto en la superficie se le considera iluminado.
5.2 Reflexión: Es una modificación que se produce en la dirección de una onda o de
un rayo. Dicho cambio tiene lugar en el espacio que separa dos medios, lo que hace
que la onda o el rayo vuelva a su medio original.
Un fenómeno o acción esta que se produce en el campo de la luz y que para
entenderlo hay que tener muy presente que dicha luz se caracteriza
fundamentalmente porque cuenta con tres propiedades básicas. La primera de ellas
es que se propaga en línea recta. La segunda es que se refleja cuando llega a
cualquier superficie que sea reflectante y la tercera es que cambia de dirección en el
momento que pasa de un medio a otro.
Partiendo de esto y haciendo referencia a lo que es el proceso de reflexión de la luz
hay que subrayar que este se define por el hecho de que cumple a rajatabla dos
principios básicos. En primer lugar el que el ángulo de incidencia es igual al ángulo de
reflexión. Y en segundo término el que el rayo reflejado, el rayo incidente y la normal
se encuentran en un mismo plano que es perpendicular a la superficie.
Dependiendo de las características de la superficie que se encarga de la separación,
es posible distinguir entre dos tipos de reflexión de la luz. La reflexión especular se
produce si la superficie que genera el reflejo es lisa, lo que hace que los rayos que se
reflejan sean paralelos a los incidentes. Esta es la reflexión que se desarrolla con un
espejo, por ejemplo.
La reflexión difusa, en cambio, ocurre cuando la imagen no logra conservarse,
aunque sí se puede reflejar la energía. Cuando esto ocurre, los rayos reflejados no
resultan paralelos a los incidentes ya que la superficie que refleja tiene irregularidades.
Lo que se ve, por lo tanto, no es la imagen, sino una iluminación de la superficie.
6) Definir y graficar: Absorción, transmisión, difusión, difracción. 6.1 Absorcion: Se denomina absorción a la transformación de la energía radiante en
otra forma de energía, generalmente en forma de calor. Este fenómeno es una
característica de todas las superficies que no son completamente reflectoras, y de los
materiales que no son totalmente transparentes. La relación entre la luz absorbida y la
luz incidente se denomina absortancia del material.
La absorción de ciertas longitudes de onda de luz se denomina absorción selectiva. En
general, los objetos de color le deben su color a la absorción selectiva.
Las superficies coloreadas funcionan como películas de absorción selectiva de
determinadas longitudes de onda del espectro visible, reflejando otras. El color negro
absorbe, por ejemplo, todas las longitudes de onda visibles, el blanco, ninguna. Este
proceso de absorción lleva aparejado un calentamiento de la superficie por su
transformación en energía calórica. Los filtros de color y difusores se ven también
sometidos a este proceso de calentamiento, siendo más alto cuanto mayor es su
absorción.
6.2 La transmisión ocurre cuando la luz atraviesa una superficie u objeto. Existen tres
tipos de transmisión:
Transmisión directa: Por transmisión Directa, cuando la luz penetra en un plástico o
cualquier cuerpo, sin ser dispersada o difusa por las irregularidades en la superficie.
Transmisión Difusa es cuando una cierta cantidad de luz que es dispersada o difusa
por las irregularidades de la superficie. Alguna clase de materiales como los cristales
difunden la luz dura que los penetra, transformándola en luz más blanda.
Transmisión selectiva: se produce cuando la luz atraviesa un objeto de color. Parte
de la luz va a ser absorbida y parte va a ser transmitida por ese objeto. En el ejemplo
de abajo la luz blanca (rojo, verde y azul) pasa a través de una superficie roja. El verde
y el azul 11 son absorbidos y solo es transmitido el rojo. Por lo tanto del otro lado de
esa superficie vamos a ver luz roja.
6. 3 Difracción: Es un fenómeno característico de las ondas que se basa en la
desviación de estas al encontrar un obstáculo o al atravesar una rendija. La difracción
ocurre en todo tipo de ondas, desde ondas sonoras, ondas en la superficie de un fluido
y ondas electromagnéticas como laluz visible y las ondas de radio. También sucede
cuando un grupo de ondas de tamaño finito se propaga; por ejemplo, por causa de la
difracción, el haz colimado de ondas de luz de un láser debe finalmente divergir en un
rayo más amplio a una cierta distancia del emisor.
6.4 Difusión: Fenómeno óptico que consiste en la distribución de la luz en todas las
direcciones cuando se refleja en superficies irregulares o sin pulimentar. Para
dispersar la luz no es necesario que la superficie reflectora tenga irregularidades
aparentes, porque basta con que las tenga muy pequeñas, como sería el caso de una
capa de pintura perfectamente lisa en apariencia, para que actúe como difusora. El
término difusor suele reservarse a un medio a cuyo través la luz se transmite (como el
humo o el papel de calco) con preferencia a aquellos otros que la reflejan. La difusión
suaviza la luz, elimina los reflejos fuertes y las sombras densas y, en suma, suele
resultar de la mayor utilidad para el fotógrafo. Las superficies y medios coloreados
absorben parte de la luz además de difundirla.
7) Definir Luz incidente. Luz incidente es la que llega a la superficie de un sujeto. La que el objeto devuelve es
la luz reflejada. Para medir la luz incidente en fotografía se coloca una semiesfera
difusora ante la célula fotoeléctrica y se dirige el fotómetro desde la posición del objeto
hacia la fuente de luz.
8) Definir y graficar Refracción. Ley de Snell
8.1: La refracción es el cambio de dirección y velocidad que experimenta una onda al
pasar de un medio a otro con distinto índice refractivo. Solo se produce si la onda
incide oblicuamente sobre la superficie de separación de los dos medios y si estos
tienen índices de refracción distintos. La refracción se origina en el cambio
de velocidad de propagación de la onda señalada.
Un ejemplo de este fenómeno se ve cuando se sumerge un lápiz en un vaso con
agua: el lápiz parece quebrado. También se produce refracción cuando laluz atraviesa
capas de aire a distinta temperatura, de la que depende el índice de refracción.
Los espejismos son producidos por un caso extremo de refracción,
denominado reflexión total. Aunque el fenómeno de la refracción se observa
frecuentemente en ondas electromagnéticas como la luz, el concepto es aplicable a
cualquier tipo de onda.
8.2 Ley de Snell:
La relación entre el seno del ángulo de incidencia y el seno del ángulo de refracción es
igual a la razón entre la velocidad de la onda en el primer medio y la velocidad de la
onda en el segundo medio, o bien puede entenderse como el producto del índice de
refracción del primer medio por el seno del ángulo de incidencia es igual al producto
del índice de refracción del segundo medio por el seno del ángulo de refracción, esto
es: