¿La fotografía con cámara estenopeica es la refracción de la luz?
Sabemos que si el haz de luz encuentra una obstrucción opaca mientras viaja en línea recta, se formará una sombra. Las sombras se pueden observar a través del contraste entre la luz y la oscuridad. La formación de puntos de luz y sombras crea una simetría de desplazamiento. Como se muestra en la Figura 1, s es una fuente de luz puntual. Si la parte AB delante de S es opaca, se formará un área oscura en forma de cono detrás porque la luz no puede alcanzarla. Si solo AB es la ventana transmisora de luz frente a S, se formará un área brillante en forma de cono detrás de ella y se usará una cortina de luz lo suficientemente grande para pasar a través del área brillante en forma de cono. El primero proyecta sombras en la pantalla y el segundo forma puntos de luz. Al igual que el blanco y negro inverso de las fotografías y los negativos, las sombras y los puntos de luz son exactamente lo contrario. La apariencia de ambos depende del contraste local entre la luz y la oscuridad.
Después de la reflexión o refracción, siempre que se mantenga un único haz central, ya sea un haz divergente o un haz convergente, se puede obtener una imagen. Si el haz de luz emitido desde cada punto del objeto luminoso se convierte en un haz de luz convergente mediante la acción de instrumentos ópticos, el punto de convergencia es la imagen real del punto del objeto si se forma un haz de luz divergente mediante la acción de dispositivos ópticos; el punto de intersección después de la extensión inversa del haz de luz es la imagen virtual del punto del objeto. Correspondiente al punto del objeto en una determinada posición, la posición del punto de imagen de la imagen ideal es única y el conjunto de todos los puntos de la imagen constituye la imagen del objeto luminoso. Cuando la pantalla se coloca en la posición de imagen del grupo de haces convergentes, se puede dibujar una imagen real clara y la forma de la imagen depende del objeto. En otras partes del grupo de haces, aparecen patrones mal definidos en la pantalla de luz, conocidos como puntos, cuya forma depende de la forma, los límites y la superposición del grupo de haces. Se puede observar que hay un cambio cualitativo del punto de luz a la imagen real.
Ahora echemos un vistazo al efecto de los pequeños agujeros en el control de la luz. Como se muestra en la Figura 2, se abre una ventana rectangular en la pared vertical que mira al sol en el cuarto oscuro. Cuando la luz del sol entra por la ventana, aparece un área brillante rectangular en la pared opuesta que parece una ventana. Este es nuestro escenario común. Si el tamaño de la ventana se reduce gradualmente, las áreas brillantes de la pared se verán borrosas y perderán su borde. Cuando la ventana es muy pequeña y se convierte en un agujero cuadrado, aparecerá un punto redondo brillante en la pared; similar al sol, es una imagen estenopeica, al igual que la luz del sol que se dispersa brillantemente en el suelo a través de la espesa sombra de los árboles. . ¿Por qué el mismo sol crea diferentes formas? Imagina un punto de luz en la superficie del sol. La luz de este punto a la ventana ingresa al cuarto oscuro y se convierte en un haz de prisma, convirtiéndose así en un punto rectangular en la pared. La luz emitida desde varios puntos de la superficie del sol formará haces de prisma y puntos rectangulares en la pared después de entrar al cuarto oscuro a través de la ventana. Debido a que la distancia entre la pared y la ventana no es grande en relación con el tamaño de la ventana, y la luz del sol es casi paralela, estos innumerables puntos de luz rectangulares se superponen muy estrechamente y el resultado es un punto brillante similar a la forma de un ventana. Pero cuando la luz del sol pasa a través del pequeño agujero, la luz emitida desde los puntos anteriores del sol entra al cuarto oscuro a través del pequeño agujero, y el haz del prisma es extremadamente pequeño, provocando pequeños puntos de luz rectangulares en la pared. Aunque estos pequeños puntos brillantes se superponen entre sí, tienen suficiente resolución como para que cada uno corresponda a cada punto del sol. El efecto general es delinear la forma del sol. Se puede ver que la "imagen" del pequeño agujero es esencialmente una colección de pequeños puntos de luz formados por la luz emitida desde cada punto de un objeto después de ser filtrada por el pequeño agujero y proyectada en la pantalla. Su forma depende de la forma. objeto luminoso. Con la ayuda de un fondo oscuro podemos ver un claro "patrón de luz" de algo parecido a un objeto, cuya posición puede estar a una distancia considerable detrás del pequeño agujero.
De acuerdo con la relación simétrica entre puntos de luz y sombras, si la luz emitida por un objeto se bloquea parcialmente y pasa a través de un pequeño agujero, con la ayuda del contraste de luz y oscuridad, aparecerá un área oscura local. en la pantalla, formando una "imagen" ". De hecho, es un patrón de las partes brillantes de un objeto delineadas por una colección de pequeños puntos.
En resumen, la luz emitida desde cada punto del objeto sólo cambia debido a la acción del pequeño agujero, pero no cumple las condiciones para formar una imagen: un único haz central. El punto de la imagen es único y la trayectoria óptica entre el objeto y el punto de la imagen es igual, por lo que el orificio se convierte en una "imagen" sólo en el sentido de que es una imagen del objeto original y es esencialmente un punto de luz.
Las imágenes de apertura demuestran que la luz viaja en línea recta.