¿Por qué se necesita oscuridad para que se proyecte la luz?

[YinYang]

Buenas, resulta que estoy en mi habitación con las ventanas cerradas y sin luz, pero hay un huevo en la ventana que permite pasar los rayos de luz que rebotan de los autos que pasan por la calle.

Entonces, veo en la pared la imagen de los autos pasar por la calle.

Así funciona una cámara oscura por lo que leí.

¿Pero por qué se proyecta esa imagen de los autos cuando hay oscuridad y no cuando abro las ventanas y hay más luz?


En mi habitación hay una silla por ejemplo. Y si abro la ventana, llegan los rayos de luz que rebotan tanto de los autos como de otros objetos que están en la calle, y chocan con la silla y luego llegan a mis ojos.

¿Por qué veo la silla igual que si prendiese la luz pero con la ventana cerrada?

¿Por qué veo la pared en blanco cuando abro las ventanas en vez de ver las imagenes de los autos pasar por la calle?


La idea es que quien lea esto pueda mas o menos entender que es lo básico de física que me falta entender o que me he olvidado ja.

Muchas gracias!!

[arivasm]

¿Pero por qué se proyecta esa imagen de los autos cuando hay oscuridad y no cuando abro las ventanas y hay más luz?

Sí se proyecta, lo que sucede es que la luz de dicha proyección es "tapada" por la luz ambiental. Un símil sonoro: si alguien susurra a tu lado en un museo u otro lugar silencioso tu cerebro podrá decodificar perfectamente ese mensaje, en cambio si te dice lo mismo y con el mismo volumen al lado de las cataratas del Niágara no podrá hacerlo porque se perderá bajo el ruido ambiental.

[YinYang]

Gracias.

Pero esa luz ambiental no entiendo por qué genera el color blanco uniforme en mi pared, en vez de una superposición de las diferentes proyecciones de los objetos.

¿Es porque se trata de la suma de todas las proyecciones de objetos de mi habitación que tienen diferentes colores dando así como resultado el color blanco? Como con el disco de Newton.

[arivasm]

Eso significa que tu pregunta iba por otro sitio: el diámetro del orificio. Lo que has descrito es una cámara estenopeica.

Si el diámetro del orificio es pequeño (pero no tanto como para que los efectos de difracción sean apreciables), entonces la imagen es nítida:

A medida que el tamaño del orificio aumenta, la imagen se vuelve más y más desenfocada:

[YinYang]

Gracias por responder. No creo que tenga que ver con eso lo que quiero entender, pero puede que sí. Por las dudas trataré de plantear mejor el cuestionamiento:

Tengo un escenario A, que es mi habitación a oscuras y que solamente tiene un orificio pequeño, donde se proyecta en la pared los autos que pasan por la calle. Esto se debe a que los fotones que llegan del Sol chocan con las moléculas del auto y rebotan para todos lados, pero muchos de ellos logran entrar a mi habitación por el pequeño orificio que hay.

El otro escenario B, es mi habitación con ventanas abiertas (orificio muy grandre) donde le entran fotones que NO vienen directamente del Sol sino que rebotan en los autos que pasan por la calle y otros objetos más.

En el escenario A, observo la proyección de los autos que pasan por casa. Pero en el escenario B, solamente veo la pared en blanco uniforme.

La pregunta sería: ¿Le está llegando a la pared los fotones que rebotaron en los autos o no? Debería ser así.

Entonces, no entiendo por qué no veo la proyección. Y me has dicho que es porque las proyecciones están "tapadas" por la luz ambiental. Pero no se trata de una luz que llega directamente desde el Sol, sino que son fotones que rebotan en los objetos (porque el Sol no da directo a mi ventana).

Mi lógica me dice que debería ver toda una proyección de objetos. Lo cual no es así.

De hecho, al ver cualquier objeto en cualquier escenario no entiendo por qué no se mezcla con las proyecciones que emiten los demás objetos, ya que los fotones están todos rebotando entre sí. (creo que esta es la cuestión principal).


Muchas gracias por tu tiempo.

[Richard R Richard]

¿Le está llegando a la pared los fotones que rebotaron en los autos o no? Debería ser así.

Creo que no has visto la profundidad de lo que arivasm te comento...

La respuesta es sí, el tema es que cuanto mas grande el orificio más difusa es la imagen... veamoslo de otro modo, tu orificio tiene $1cm^2$ digamos o menos, hagamos números redondos y tu ventana $1m^2$ , osea que en el lugar que tu quieres definir un punto que antes le llegaban fotones de color "rojo", ahora se te superpone con otras 9999 fuentes de fotones que no necesariamente son rojos, cada fuente entonces provee los fotones que pasan por los otros $9999 cm^2$ de tu ventana, luego la superposición de colores te da el "blanco" que observas... en realidad no es exactamente así porque no se trata de 10000 agujeros de 1 cm2 sino de un único agujero continuo de 10000 veces mayor tamaño, pero el efecto a esa escala es casi el mismo. Los fenómenos físicos que lo provocan se llaman superposición de ondas, difracción e interferencia.

Prueba con tapar la ventana en casi toda la superficie con cartón y solo deja un orificio en los vértices de la ventana y veras las 4 imágenes superpuestas... veras que si adicionas orificios mas superposición tienes y la imagen va desapareciendo, componiendose cada ves mas y mas blanco.

Entonces, no entiendo por qué no veo la proyección. Y me has dicho que es porque las proyecciones están "tapadas" por la luz ambiental.

la luz ambiental como dije es la superposición de los fotones que vienen o bien directos o indirectos de la fuente luz en este caso la del sol y los rebotes en el vecindario.

De hecho, al ver cualquier objeto en cualquier escenario no entiendo por qué no se mezcla con las proyecciones que emiten los demás objetos, ya que los fotones están todos rebotando entre sí. (creo que esta es la cuestión principal).

justamente eso es lo que pasa se mezclan cada vez mas cuando el diámetro del orificio se agranda que lo que antes esta una imagen nítida , con mayor superficie de orificio se vuelve primero difusa (sin bordes), con un poco mas de superficie los colores se mezclan, y con una superficie mayor la composición se hace blanco. Estos fotones a la vez rebotan en paredes claras e iluminan el resto de las paredes de la habitación habitación, porque la intensidad habrá aumentado 10000 veces.

¿Pero por qué se proyecta esa imagen de los autos cuando hay oscuridad y no cuando abro las ventanas y hay más luz?.

Porque ademas la intensidad de radiación es contante para cada centímetro cuadrado de superficie de pasaje. con 1 solo $cm^2$ todo se concentra , pero con 10000 cm cada punto de tu pared es iluminado por los $10000 cm^2$ de la ventana , que no traen todos el mismo colo desde fuera.

¿Por qué veo la silla igual que si prendiese la luz pero con la ventana cerrada?

ves la silla por los rebotes de la luz de la imagen que se forma en la pared , esta rebota y pega con las paredes que la rodean , algo se absorbe, algo re refleja, y ese algo es suficiente para tocar la silla rebotar en ella y luego llegar a tus ojos.
Cuando abres la ventana es como si se multiplica por 10000, la cantidad de fotones que golpean la silla y mas clara la veras.

[YinYang]

Bueno, entiendo ahora que se trata de que la suma de colores forman el color blanco.

Pero olvidando lo de los orificios. Hablando ahora en general, en cualquier escenario:

¿Por qué veo los objetos bien definidos si me están llegando muchos fotones que rebotan desde los diferentes objetos? ¿No tendría que ver blanco también?

Yo me pongo a mirar la silla, y me llega su forma y color marrón. ¿Como separa mi ojo o cerebro los fotones que llegan desde la silla de los que no llegan desde la silla?

[Richard R Richard]

Los fotones parten del sol, inciden en un objeto o en un lugar donde son reflejados todos aquellos fotones que no son absorbidos, por el objeto, por lo tanto solo veras los colores reflejados, cuando la luz pasa por un pequeño orificio, la dirección de los fotones continua solo continuando la linea recta entre el objeto y el orificio, provocando la imagen invertida, pero con los mismos colores reflejados del objeto, tal cual una cámara estenopeica. Como en la pared en la que inciden no hay otra fuente de luz que le sume mas colores, solo veras reflejarse los que allí han incidido, ten en cuanta que a la vez la pared reflejará solo los colores que no absorbe, si es blanca por lo general refleja la mayoría, por lo que ves una imagen muy nítida de lo que sucede en el exterior en color y forma.
Solo verás blanco cuando se sumen distintos colores de distintos fotones que inciden sobre el mismo punto y provengan de distintas direcciones, es decir deberías contar con más agujeros en la pared o bien ampliar la superficie del único agujero como es el caso de la ventana.

Cuando miras a tu alrededor cada fotón viaja en una única línea recta hacia tu ojo, no puede ver lo que esta detrás de otro objeto, esos fotones inciden en una pequeña sección de la retina , no se mezclan los colores porque la imagen es recibida enfocada. El ojo no recibe toda la información en un único punto, tiene en la retina una superficie cubierta de sensores (bastones) de diversos tipos, que producen señales eléctricas que envía al cerebro en función del color e intensidad de los fotones que se reciben en esa porción de superficie.
Eso te permite identificar forma, tamaño, color y posición de cualquier objeto, y al tener 2 ojos, podemos tener una imagen stereo, que no permite calcular la distancia a la que se halla el objeto del ojo.

[YinYang]

Bueno, ahora sí entendí. Muchas gracias!!