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UNIVERSIDAD NACIONAL SAN CRISTÓBAL DE HUAMANGA
FACULTAD DE CIENCIAS DE LA EDUCACIÓN
ESCUELA DE FORMACIÓN PROFESIONAL EDUCACIÓN SECUNDARIA
ESPECIALIDAD DE MATEMÁTICA FÍSICA E INFOMATICA
PROPAGACIÓN DE LA LUZ
(CÁMARA OSCURA)
PROFESOR : KLEVER JANAMPA QUISPE
CURSO : FS - 441/ FÍSICA IV
INTEGRANTES : LOAYZA GUZMÁN, Alfredo
: LLACCTARIMAY PILLACA, Saúl
INTRODUCCIÓN
En los avances tecnológicos que aportaron al desarrollo de la fotografía se
encuentra la cámara oscura, que fue inventada por Johannes Kepler, para sus
experimentos, con lo que luego conoceríamos como telescopio. La cámara era una
habitación completamente oscura, cuya única fuente de luz era un mínimo agujero
en una de sus paredes. La cámara oscura funcionaba de la siguiente forma: la luz
entraba por el orificio y proyectaba en la pared opuesta, la imagen invertida de un
objeto. Para la historia de la fotografía, este fue el invento precursor que marcó lo
que hoy conocemos como el objetivo de la cámara, el cual permite capturar
imágenes a diferentes distancias y ángulos, obteniendo como resultado imágenes
nítidas y luminosas. En este proyecto se hará una cámara oscura pero más pequeña
con una caja de cartón.
CAMARA OSCURA
Fundamento Teórico
La cámara oscura es un instrumento óptico que permite obtener una proyección plana
de una imagen externa sobre la zona interior de su superficie. Constituyó uno de los
dispositivos ancestrales que condujeron al desarrollo de la fotografía. Los aparatos
fotográficos actuales heredaron la palabra cámara de las antiguas cámaras oscuras.
Originalmente, consistía en una sala cerrada cuya única fuente de luz era un pequeño
orificio practicado en uno de los muros, por donde entraban los rayos luminosos
reflejando los objetos del exterior en una de sus paredes. El orificio funciona como una
lente convergente y proyecta, en la pared opuesta, la imagen del exterior invertida tanto
vertical como horizontalmente.
Uso:
Fue utilizada antiguamente como ayuda para el dibujo. La imagen, proyectada sobre
papel u otro soporte, podía servir de pauta para dibujar sobre ella. Posteriormente,
cuando se descubrieron los materiales fotosensibles, la cámara oscura se convirtió en
cámara fotográfica estenopeica (la que usa un simple orificio como objetivo).
Estas cámaras estaban muy limitadas por el compromiso necesario al establecer el
diámetro de la abertura: suficientemente reducido para que la imagen tuviera una
definición aceptable; suficientemente grande para que el tiempo de exposición no fuera
demasiado largo. El uso de lentes o juegos de ellas como objetivo convirtieron
definitivamente la cámara oscura en cámara fotográfica y desde ese momento fue
evolucionando en diferentes épocas.
LA LUZ SE PROPAGA EN LÍNEA RECTA.
Los obstáculos al paso de la luz originan sombras
Si interponemos un cuerpo opaco en el camino de la luz y a continuación una
pantalla, sobre ella recogeremos su sombra.
Si el tamaño del foco es pequeño comparado con el del objeto (y esto sólo depende
de las posiciones relativas, de lo alejados que estén el uno del otro) se produce sólo
sombra.
Si el tamaño del foco es grande comparado con el del objeto (recuerda que esto
sólo depende de las posiciones relativas, de lo alejados que estén uno del otro) se
produce sombra y penumbra.
Si el foco de luz está muy alejado, desde el obstáculo el foco se ve como si fuera un
punto de luz. Los rayos surgen radialmente de cada punto del foco.
En los casos anteriores no se menciona la distancia entre la pantalla y el objeto.
¿Cómo crees que influye esta distancia en el tipo de sombra?
1.- Agujeros grandes
Te propongo esta actividad:
Haz en una cartulina agujeros de distintos formas (estrellas, rombos, círculos,
cuadrados, formas irregulares...) y tamaños (desde el de una moneda, o un poco
mayor, hasta el hecho por una aguja).
Coloca la cartulina en la que hiciste los agujeros frente a una fuente de luz y cerca
de una pared blanca o de una pantalla.
Realiza estas experiencias con un proyector de diapositivas o con un flexo
halógeno.
La cartulina provoca una gran sombra pero dentro de ella, los agujeros recortados
dejan pasar la luz y dentro de la sombra producida por la cartulina se ven formas
geométricas de luz.
-Coloca la cartulina paralela a la pared, gírala y observa que pasa. ¿Qué forma
adoptan las figuras luminosas que producen los agujeros al girar la cartulina? Esas
figuras luminosas son los "negativos" de los agujeros.
¿Puedes explicar sus formas y su tamaño suponiendo que la luz viaja en línea
recta?.
- ¿Se conservan las formas de las figuras luminosas de los agujeros al alejar la
cartulina de la pared? ¿En algún momento se vuelven totalmente difusas?
2.- Agujeros medianos
Coloca un agujero más pequeño que los anteriores
frente al proyector o al flexo con una bombilla
halógena y observa la forma que se ve en la pantalla.
Ahora ya no ves un agujero. ¿Se produce una imagen
alargada?
Coloca dos agujeros pequeños próximos y observa lo
que pasa.
Algo le hace el agujero mediano a la luz para que esta
ya no reproduzca la forma del agujero y para que en su lugar aparezca sobre la
pantalla la imagen de la fuente de luz que la produce.
Lo que hace el agujero es tomar la imagen del foco de luz y proyectarla sobre la
cartulina.
De cada punto del objeto salen infinitos rayos en todas las direcciones y muchos de
ellos llegan al agujero.
Los agujeros medianos al limitar la entrada de rayos a través de ellos, hacen que se
vean separados en la imagen los distintos puntos del objeto, cosa que no pueden
hacer los agujeros grandes.
El agujero pequeño produce imágenes separadas de cada punto, pero un poco
difusas: la imagen de A se da en toda la zona A' y la punta de flecha se ve en un una
zona no puntual. Esto difumina un poco la imagen:
Un punto objeto da un punto imagen un poco más grueso y difuso.
Por lo tanto vemos que los agujeros medianos transmiten información de la fuente
y no dan información de sí mismos.
Partiendo de la imagen anterior piensa qué ocurre si
el agujero va aumentando de tamaño. ¿Se
superponen las zonas A' y B'? Piensa que ocurrirá si
en lugar de esos dos puntos del objeto son muchos
puntos del objeto los que emiten.
Recuerda: Los agujeros grandes producen una
información borrosa de los puntos. Los puntos del
objeto dan manchas de luz, producen imágenes de
un punto solapadas sobre la de otros. Esta imagen te
lo puede aclarar:
La imagen de la parte del extremo de la punta roja (A) se superpone con la
imagen del extremo de color azul (B). La información queda desdibujada (la
imagen no será clara) y se transmite sólo la forma del agujero, una mancha de luz
con la forma del agujero.
Los agujeros medianos empezaron a utilizarse para obtener las imágenes en la
cámara oscura que fue la precursora de la máquina fotográfica.
MATERIALES
-Alfiler
-Hojas de papel
-Fuente de luz
-Papel de aluminio
-Caja de cartón
Propagación de la luz 2: construcción de la cámara oscura
1. Tome una caja pequeña de cartón
2. Corta una ventana de no más de 2cm de lado en la parte lateral opuesto. (fig. 1a)
3. Corta una lámina cuadrada de papel de estaño o aluminio de 3cm, recubre la
ventana con el papel estaño, sujetándolo con cinta adhesiva. Luego con alfiler, haz
un agujero en el centro de la lámina con mucho cuidado.
4. Del mismo modo corte en el otro lado lateral una ventana de 9x9cm y cúbralo
con papel de seda (pantalla). (fig. 1b)
(a) (b)
FIG. 1
5. Prepare láminas de papel estaño con orificios de diámetro:0,5; 1,0 y 2,0 mm.
FUENTE
FIG. 2. Acabado final
posición de
observación
Nota: Opcionalmente, en la posición de observación se puede cubrir la cabeza y
parte posterior de la caja con un paño negro para observar una imagen más nítida.
Experimento 1. Relación entre imagen y tamaño de orificio.
1. Reconozca las partes y elementos de la cámara oscura.
2. Encienda la fuente para el caso de un agujero pequeño (1mm). Observe la imagen
(fig.2). Y explique la razón por la cual la imagen se ve invertida.
Esto se debe a que la luz viaja en línea recta y el orificio de la cámara oscura deja pasar muy
poca luminosidad. Como resultado de un sinnúmero de rayos que pasan por este orificio, la
imagen es proyectada al revés en la pantalla.
Es decir los haces de luz que viene de arriba entran en dirección descendente por el ojo de tu
cámara, luego entonces se impactan en la parte de abajo de tu pantalla y los haces de abajo
entran por el ojo de la cámara en dirección ascendente y se impactan en la parte de arriba de
la pantalla.
Eso hace que todo lo que está arriba se vea abajo y todo lo que está abajo se vea arriba.
3. Repita para el caso que el agujero sea mayor, observe la imagen formada en la
pantalla y descríbala.
Descripción: se observa que la imagen esta borroso y sus bordes no están bien definidos
4. ¿cuanto mayor sea el agujero ingresa más o menos luz al agujero? ¿podría
relacionar la diferencia en la calidad de la imagen formada en estos casos con la
cantidad de luz total que atraviesa el agujero?
Cuando el agujero es mayor, ingresa más luz y la calidad de la imagen es más clara
pero menos nítida, en cambio si el agujero es menor ocurre lo contrario.
5. Para un agujero pequeño en la cámara oscura, la claridad de la imagen ¿dependerá
de la distancia entre el agujero y la pantalla?
 Si el agujero es grande y el objeto muy cerca de la pantalla se puede
observar el siguiente detalle:
La imagen se ve grande, claro pero menos nítido.
 Si el agujero es grande y el objeto lejos de la pantalla se puede observar el
siguiente detalle:
En este caso observamos por completo la forma de la imagen, pero con las
mismas características del anterior.
 Si el agujero es pequeño y el objeto muy cerca de la pantalla se puede
observar el siguiente detalle:
No se puede notar la forma del imagen.
 Si el agujero es pequeño y el objeto lejos de la pantalla se puede observar el
siguiente detalle:
La forma de la imagen se ve completo pero meno claro y más nítido.
Cuando se obsla imagen se encuentra muy cerca de la pantalla, su tamaño es
mayor
6. La imagen formada en la cámara oscura ¿dependerá de la forma del agujero?
Para agujeros de menor tamaño no depende la forma del imagen, pero si cambia
para agujeros mayores.
CONCLUSIÓN
El experimento de la “cámara oscura” nos muestra que la luz se propaga en líneas rectas: los
rayos procedentes de la parte superior del objeto y los procedentes de su parte inferir se
cruzan en el orificio de la caja y siguen adelante de tal modo, que los primeros resultarán abajo
y los segundos arriba de la hoja blanca. Si los rayos de luz no fueran rectos, sino que se
torcieran o quebraran, resultaría algo completamente distinto. Es interesante el hecho de que
la forma del orificio no influye nada en las imágenes que se obtienen. La imagen que se
obtiene en la hoja será la misma si en la caja se hace un orificio redondo o cuadrado,
triangular, hexagonal o de otra forma cualquiera. Entonces nos damos cuenta que nos acerca a
las bases del funcionamiento de la cámara fotográfica que hoy conocemos. Funcionan de una
forma parecida pero con otros elementos como lentes y plásticos químicos que fijan la imagen
para después con diferentes procedimientos obtener una fotografía.
BIBLIOGRAFÍA:
 SERWAY. JEWETT; FISICA- para ciencias e ingeniería. Vol II(séptima
edición)
 http://es.slideshare.net/pauljavi/camara-oscura
 http://www.buenastareas.com/ensayos/Caja-Oscura/738247.html
 http://es.wikipedia.org/wiki/C%C3%A1mara_oscura
 https://www.google.com.pe/search?q=camara+oscura&tbm=isch&tbo=u
&source=univ&sa=X&ei=gj5MUuDKAoq48wSB3oCIBQ&ved=0CEAQsAQ&
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propagación de la luz(camara oscura)

  • 1. UNIVERSIDAD NACIONAL SAN CRISTÓBAL DE HUAMANGA FACULTAD DE CIENCIAS DE LA EDUCACIÓN ESCUELA DE FORMACIÓN PROFESIONAL EDUCACIÓN SECUNDARIA ESPECIALIDAD DE MATEMÁTICA FÍSICA E INFOMATICA PROPAGACIÓN DE LA LUZ (CÁMARA OSCURA) PROFESOR : KLEVER JANAMPA QUISPE CURSO : FS - 441/ FÍSICA IV INTEGRANTES : LOAYZA GUZMÁN, Alfredo : LLACCTARIMAY PILLACA, Saúl
  • 2. INTRODUCCIÓN En los avances tecnológicos que aportaron al desarrollo de la fotografía se encuentra la cámara oscura, que fue inventada por Johannes Kepler, para sus experimentos, con lo que luego conoceríamos como telescopio. La cámara era una habitación completamente oscura, cuya única fuente de luz era un mínimo agujero en una de sus paredes. La cámara oscura funcionaba de la siguiente forma: la luz entraba por el orificio y proyectaba en la pared opuesta, la imagen invertida de un objeto. Para la historia de la fotografía, este fue el invento precursor que marcó lo que hoy conocemos como el objetivo de la cámara, el cual permite capturar imágenes a diferentes distancias y ángulos, obteniendo como resultado imágenes nítidas y luminosas. En este proyecto se hará una cámara oscura pero más pequeña con una caja de cartón.
  • 3. CAMARA OSCURA Fundamento Teórico La cámara oscura es un instrumento óptico que permite obtener una proyección plana de una imagen externa sobre la zona interior de su superficie. Constituyó uno de los dispositivos ancestrales que condujeron al desarrollo de la fotografía. Los aparatos fotográficos actuales heredaron la palabra cámara de las antiguas cámaras oscuras. Originalmente, consistía en una sala cerrada cuya única fuente de luz era un pequeño orificio practicado en uno de los muros, por donde entraban los rayos luminosos reflejando los objetos del exterior en una de sus paredes. El orificio funciona como una lente convergente y proyecta, en la pared opuesta, la imagen del exterior invertida tanto vertical como horizontalmente. Uso: Fue utilizada antiguamente como ayuda para el dibujo. La imagen, proyectada sobre papel u otro soporte, podía servir de pauta para dibujar sobre ella. Posteriormente, cuando se descubrieron los materiales fotosensibles, la cámara oscura se convirtió en cámara fotográfica estenopeica (la que usa un simple orificio como objetivo). Estas cámaras estaban muy limitadas por el compromiso necesario al establecer el diámetro de la abertura: suficientemente reducido para que la imagen tuviera una definición aceptable; suficientemente grande para que el tiempo de exposición no fuera demasiado largo. El uso de lentes o juegos de ellas como objetivo convirtieron definitivamente la cámara oscura en cámara fotográfica y desde ese momento fue evolucionando en diferentes épocas.
  • 4. LA LUZ SE PROPAGA EN LÍNEA RECTA. Los obstáculos al paso de la luz originan sombras Si interponemos un cuerpo opaco en el camino de la luz y a continuación una pantalla, sobre ella recogeremos su sombra. Si el tamaño del foco es pequeño comparado con el del objeto (y esto sólo depende de las posiciones relativas, de lo alejados que estén el uno del otro) se produce sólo sombra. Si el tamaño del foco es grande comparado con el del objeto (recuerda que esto sólo depende de las posiciones relativas, de lo alejados que estén uno del otro) se produce sombra y penumbra. Si el foco de luz está muy alejado, desde el obstáculo el foco se ve como si fuera un punto de luz. Los rayos surgen radialmente de cada punto del foco. En los casos anteriores no se menciona la distancia entre la pantalla y el objeto. ¿Cómo crees que influye esta distancia en el tipo de sombra? 1.- Agujeros grandes Te propongo esta actividad: Haz en una cartulina agujeros de distintos formas (estrellas, rombos, círculos, cuadrados, formas irregulares...) y tamaños (desde el de una moneda, o un poco mayor, hasta el hecho por una aguja). Coloca la cartulina en la que hiciste los agujeros frente a una fuente de luz y cerca de una pared blanca o de una pantalla.
  • 5. Realiza estas experiencias con un proyector de diapositivas o con un flexo halógeno. La cartulina provoca una gran sombra pero dentro de ella, los agujeros recortados dejan pasar la luz y dentro de la sombra producida por la cartulina se ven formas geométricas de luz. -Coloca la cartulina paralela a la pared, gírala y observa que pasa. ¿Qué forma adoptan las figuras luminosas que producen los agujeros al girar la cartulina? Esas figuras luminosas son los "negativos" de los agujeros. ¿Puedes explicar sus formas y su tamaño suponiendo que la luz viaja en línea recta?. - ¿Se conservan las formas de las figuras luminosas de los agujeros al alejar la cartulina de la pared? ¿En algún momento se vuelven totalmente difusas? 2.- Agujeros medianos Coloca un agujero más pequeño que los anteriores frente al proyector o al flexo con una bombilla halógena y observa la forma que se ve en la pantalla. Ahora ya no ves un agujero. ¿Se produce una imagen alargada? Coloca dos agujeros pequeños próximos y observa lo que pasa. Algo le hace el agujero mediano a la luz para que esta ya no reproduzca la forma del agujero y para que en su lugar aparezca sobre la pantalla la imagen de la fuente de luz que la produce. Lo que hace el agujero es tomar la imagen del foco de luz y proyectarla sobre la cartulina. De cada punto del objeto salen infinitos rayos en todas las direcciones y muchos de ellos llegan al agujero. Los agujeros medianos al limitar la entrada de rayos a través de ellos, hacen que se vean separados en la imagen los distintos puntos del objeto, cosa que no pueden hacer los agujeros grandes. El agujero pequeño produce imágenes separadas de cada punto, pero un poco difusas: la imagen de A se da en toda la zona A' y la punta de flecha se ve en un una zona no puntual. Esto difumina un poco la imagen: Un punto objeto da un punto imagen un poco más grueso y difuso. Por lo tanto vemos que los agujeros medianos transmiten información de la fuente y no dan información de sí mismos. Partiendo de la imagen anterior piensa qué ocurre si el agujero va aumentando de tamaño. ¿Se superponen las zonas A' y B'? Piensa que ocurrirá si en lugar de esos dos puntos del objeto son muchos puntos del objeto los que emiten. Recuerda: Los agujeros grandes producen una información borrosa de los puntos. Los puntos del objeto dan manchas de luz, producen imágenes de un punto solapadas sobre la de otros. Esta imagen te
  • 6. lo puede aclarar: La imagen de la parte del extremo de la punta roja (A) se superpone con la imagen del extremo de color azul (B). La información queda desdibujada (la imagen no será clara) y se transmite sólo la forma del agujero, una mancha de luz con la forma del agujero. Los agujeros medianos empezaron a utilizarse para obtener las imágenes en la cámara oscura que fue la precursora de la máquina fotográfica. MATERIALES -Alfiler -Hojas de papel -Fuente de luz -Papel de aluminio -Caja de cartón Propagación de la luz 2: construcción de la cámara oscura 1. Tome una caja pequeña de cartón 2. Corta una ventana de no más de 2cm de lado en la parte lateral opuesto. (fig. 1a) 3. Corta una lámina cuadrada de papel de estaño o aluminio de 3cm, recubre la ventana con el papel estaño, sujetándolo con cinta adhesiva. Luego con alfiler, haz un agujero en el centro de la lámina con mucho cuidado. 4. Del mismo modo corte en el otro lado lateral una ventana de 9x9cm y cúbralo con papel de seda (pantalla). (fig. 1b)
  • 7. (a) (b) FIG. 1 5. Prepare láminas de papel estaño con orificios de diámetro:0,5; 1,0 y 2,0 mm. FUENTE FIG. 2. Acabado final posición de observación Nota: Opcionalmente, en la posición de observación se puede cubrir la cabeza y parte posterior de la caja con un paño negro para observar una imagen más nítida. Experimento 1. Relación entre imagen y tamaño de orificio. 1. Reconozca las partes y elementos de la cámara oscura.
  • 8. 2. Encienda la fuente para el caso de un agujero pequeño (1mm). Observe la imagen (fig.2). Y explique la razón por la cual la imagen se ve invertida. Esto se debe a que la luz viaja en línea recta y el orificio de la cámara oscura deja pasar muy poca luminosidad. Como resultado de un sinnúmero de rayos que pasan por este orificio, la imagen es proyectada al revés en la pantalla. Es decir los haces de luz que viene de arriba entran en dirección descendente por el ojo de tu cámara, luego entonces se impactan en la parte de abajo de tu pantalla y los haces de abajo entran por el ojo de la cámara en dirección ascendente y se impactan en la parte de arriba de la pantalla. Eso hace que todo lo que está arriba se vea abajo y todo lo que está abajo se vea arriba. 3. Repita para el caso que el agujero sea mayor, observe la imagen formada en la pantalla y descríbala. Descripción: se observa que la imagen esta borroso y sus bordes no están bien definidos
  • 9. 4. ¿cuanto mayor sea el agujero ingresa más o menos luz al agujero? ¿podría relacionar la diferencia en la calidad de la imagen formada en estos casos con la cantidad de luz total que atraviesa el agujero? Cuando el agujero es mayor, ingresa más luz y la calidad de la imagen es más clara pero menos nítida, en cambio si el agujero es menor ocurre lo contrario. 5. Para un agujero pequeño en la cámara oscura, la claridad de la imagen ¿dependerá de la distancia entre el agujero y la pantalla?  Si el agujero es grande y el objeto muy cerca de la pantalla se puede observar el siguiente detalle: La imagen se ve grande, claro pero menos nítido.  Si el agujero es grande y el objeto lejos de la pantalla se puede observar el siguiente detalle: En este caso observamos por completo la forma de la imagen, pero con las mismas características del anterior.  Si el agujero es pequeño y el objeto muy cerca de la pantalla se puede observar el siguiente detalle: No se puede notar la forma del imagen.  Si el agujero es pequeño y el objeto lejos de la pantalla se puede observar el siguiente detalle: La forma de la imagen se ve completo pero meno claro y más nítido. Cuando se obsla imagen se encuentra muy cerca de la pantalla, su tamaño es mayor 6. La imagen formada en la cámara oscura ¿dependerá de la forma del agujero? Para agujeros de menor tamaño no depende la forma del imagen, pero si cambia para agujeros mayores.
  • 10. CONCLUSIÓN El experimento de la “cámara oscura” nos muestra que la luz se propaga en líneas rectas: los rayos procedentes de la parte superior del objeto y los procedentes de su parte inferir se cruzan en el orificio de la caja y siguen adelante de tal modo, que los primeros resultarán abajo y los segundos arriba de la hoja blanca. Si los rayos de luz no fueran rectos, sino que se torcieran o quebraran, resultaría algo completamente distinto. Es interesante el hecho de que la forma del orificio no influye nada en las imágenes que se obtienen. La imagen que se obtiene en la hoja será la misma si en la caja se hace un orificio redondo o cuadrado, triangular, hexagonal o de otra forma cualquiera. Entonces nos damos cuenta que nos acerca a las bases del funcionamiento de la cámara fotográfica que hoy conocemos. Funcionan de una forma parecida pero con otros elementos como lentes y plásticos químicos que fijan la imagen para después con diferentes procedimientos obtener una fotografía. BIBLIOGRAFÍA:  SERWAY. JEWETT; FISICA- para ciencias e ingeniería. Vol II(séptima edición)  http://es.slideshare.net/pauljavi/camara-oscura  http://www.buenastareas.com/ensayos/Caja-Oscura/738247.html  http://es.wikipedia.org/wiki/C%C3%A1mara_oscura  https://www.google.com.pe/search?q=camara+oscura&tbm=isch&tbo=u &source=univ&sa=X&ei=gj5MUuDKAoq48wSB3oCIBQ&ved=0CEAQsAQ& biw=1366&bih=624&dpr=1