PRINCIPIO DE VASOS COMUNICANTES

El principio de  vasos comunicantes no es sino una manifestación del principio fundamental de la Hidrostática que enuncia que diferentes recipientes comunicados entre sí con diferentes formas y secciones conteniendo un líquido expuesto a la misma presión (en el caso de los estos vídeos se trata de la presión atmosférica) mostrarán la misma altura para la columna del líquido.

DEMOSTRACIÓN EXPERIMENTAL PRENSA HIDRÁULICA

En este vídeo podemos ver una demostración experimental sobre el uso de prensas hidráulicas para obtener un factor multiplicador sobre una fuerza dada.

PRINCIPIO DE PASCAL Y PRENSA HIDRÁULICA

La aplicación inmediata del principio de Pascal es la prensa hidráulica, que permite aumentar en una factor dado en una superficie la fuerza aplicada en otra superficie. Gracias a la prensa hidráulica podemos levantar grandes pesos con pequeños esfuerzos o trasladar la fuerza aplicada a un punto a otro punto activando el movimiento de brazos mecánicos a distancia.

APLICACIÓN DEL PRINCIPIO DE PASCAL A LAS PRENSAS HIDRÁULICAS

El principio de Pascal tienen innumerables aplicaciones tecnológicas basadas en el funcionamiento de las prensas hidráulicas para obtener un factor multiplicador sobre una fuerza o para trasladar la acción de una fuerza en un punto dado a otro.

APLICACIÓN DEL PRINCIPIO DE PASCAL PARA LEVANTAR PESOS

Aplicando el principio de Pascal podemos conseguir con la fuerza de un soplido levantar el peso de una persona. ¿Cómo? Aplicando el soplido repetidamente sobre una superficie muy pequeña que traslada la presión (en este caso a través del aire) a una superficie mucho mayor. La fuerza resultante será proporcional al cociente entre las superficies (en este caso la grande dividida entre la pequeña). Este es el principio en el que se basan las prensas hidráulicas para levantar grandes pesos o desplazar brazos mecánicos.

LA PASCALINA

La pascalina es el nombre del invento que creó Blaise Pascal y que muchos consideran fue la primera calculadora de la Historia, aunque es sabido de que Leonardo da Vinci diseñó una máquina parecida casi 150 años antes, pero no se sabe si la llegó a construir.

Es curioso que la pascalina no tuviera mucho éxito porque se basaba en un sistema de numeración decimal cuando en el siglo XVII en Francia todavía se utilizaba la numeración romana para hacer cuentas.

En el vídeo de abajo puedes hacerte una buena idea de cómo funcionaba este invento.

BLAISE PASCAL

Blaise Pascal es otro de esos grandes genios polifacéticos del Renacimiento. Físico, matemático, filósofo y teólogo tuvo importantes contribuciones en el estudio de las curvas cónicas, la probabilidad, la hidrostática y la hidrodinámica, entre otras ramas de la ciencia. Pero sin duda una de sus aportaciones más singulares fue la pascalina, una máquina capaz de realizar sumas en incluso restas en su versión más avanzada.

Sus investigaciones y desarrollos fueron estudiados por Leibniz quien crearía la máquina Stepper Rackoner, considerada la primera máquina calculadora de la historia. 

De hecho, uno de los primeros lenguajes de programación informática estructura de la historia, publicado en 1970, recibe el nombre de Pascal, en honor al célebre científico francés creador del prototipo que derivaría en las entrañas de las computadoras actuales.

Por otro lado, Pascal fue el inventor de la jeringuilla.

EL PRINCIPIO DE PASCAL

 

Blaise Pascal enunció en el año 1647 una ley que se conoce hoy en día como el principio de Pascal y que lo que dice es que la presión que se ejerza sobre un líquido incompresible se transmite por igual a todos los puntos del líquido.  Pascal llegó a esta conclusión tras realizar un experimento, descrito en el vídeo de arriba, en el que pudo observar como en efecto un aumento de presión ejercida por el movimiento de un émbolo dentro de un tubo se transmitía por igual a todos los puntos de una esfera. La esfera contenía un líquido y tenía una serie de agujeritos taponados repartidos en su superficie. Lo que vio Pascal es que todos los tapones salían disparados y el líquido brotaba con igual intensidad desde todos los agujeros.

La esencia del principio de Pascal está muy íntimamente ligada a la prensa hidráulica, cuya versión más simple y didáctica es la de un recipiente con dos tubos verticales de sección diferente y sendos émbolos comunicados en la que en virtud de la igualdad de la presiones rige la ley que se puede ver en la ilustración.

La prensa hidráulica tiene un sinfín de aplicaciones en nuestra sociedad actual que se basan en el poder multiplicador de una fuerza ejercida sobre una superficie pequeña en otra superficie mucho mayor con la que está en contacto a través de un fluido (puede ser aire, agua o lo que sea...).

PRINCIPIO FUNDAMENTAL DE LA HIDROSTÁTICA

El principio fundamental de la Hidrostática dice que la presión en un punto cualquiera de un fluido en equilibrio es directamente proporcional a:

• h: la profundidad o distancia del punto considerado a la superficie del fluido.
• ρ: la densidad del fluido.
• g: la constante de la gravedad (la que aplique en cada planeta).

De forma que: P = ρ·g·h

Si en el recipiente que contiene un líquido aplicamos dos orificios a diferente altura, veremos que desde el orificio inferior el líquido sale con mayor velocidad porque, al tener una columna de líquido encima mayor que el otro orificio, sufre una mayor presión. La relación especifica entre la presión y la velocidad de salida viene descrita por la ecuación de Bernouilli.

LA ATMÓSFERA

La palabra atmósfera procede etimológicamente de ATMOS + ESFERA. En alemán atmen significa respirar. En sánscrito atman significa uno mismo, aliento o respiración y en el hinduismo se le asocia con la morada del ser espiritual (a menudo localizada en el chackra del corazón) cuya correspondencia con la cultura occidental podría ser el alma inmortal. Por lo tanto podríamos traducir ATMÓSFERA como la esfera que se respira y en la que habita el aliento de vida del alma inmortal de la Tierra y todos sus seres. Pero vayamos a la parte científica...

En sus orígenes la atmósfera contenía gases que eran tóxicos para la vida tal y como la conocemos y que eran básicamente liberados como consecuencia de las numerosas erupciones volcánicas que poblaban nuestro planeta. Los principales gases contenidos por la atmósfera primigenia eran el anhídrido carbónico (CO2), el metano (CH4) y el ácido sulfhídrico (H2S). 

La simiente que sentó las bases para que se pudiera desarrollar la vida en la Tierra la encontramos en una estructura rocosa muy denominada estromatolito, que apareció en el fondo del mar, donde encontró la necesaria protección a la actividad volcánica imperante, y poco a poco fue ascendiendo hasta empezar a poblar las orillas de los continentes emergentes. La particularidad de los estromatolitos es que eran (y son, pues residualmente todavía existen en unas pocas regiones del mundo) capaces de realizar la fotosíntesis, liberando oxígeno a la atmósfera y retirando gran cantidad de CO2.

Este proceso mantenido durante millones de años fue cambiando la constitución gaseosa de la atmósfera hasta la que tenemos hoy en día, con aproximadamente un 78 % de oxígeno (O2), un 21 % de nitrógeno (N2), anhídrido carbónico (CO2), y otros gases como ciertos gases nobles y ozono (O3), en muy menor proporción.

Sin embargo la distribución de los gases en la atmósfera no es homogénea y eso junto con los fenómenos subyacentes que generan invitan a dividirla funcionalmente en varias capas, las más importantes de la cuáles son:

• la troposféra: llega hasta unos 10 Km de altura, es en la que acontece la Vida y los procesos meteorológicos cambiantes en incluso ocasionalmente caóticos.
• la estratosfera: de los 10 hasta los 50 Km de altura, compuesta por un contenido de aire muy seco y estable, pero en la que apenas se producen ya los fenómenos atmosféricos.
• la ionosfera (o termosfera): empieza a unos 85 Km de altura, contiene gran cantidad de iones (átomos cargados eléctricamente), y es donde opera el campo magnético terrestre como escudo protector para desviar las partículas provenientes de las llamaradas solares y rayos cósmicos en general hacia los polos, lo que ocasionalmente produce las hermosas auroras boreales. 

En planetas como La Luna donde prácticamente no hay atmósfera, podemos ver claramente las consecuencias de no poseer el escudo protector en la gran cantidad de cráteres de la misma.

PRESIÓN HIDROSTÁTICA

La presión hidrostática de un fluido es la presión que éste ejerce en una situación de equilibrio sobre todas las paredes del recipiente que lo contiene y cualquier objeto que se encuentre sumergido en el mismo debido a su propio peso. Esta presión es la misma en todos los puntos del recipiente y solamente depende la altura o profundidad a la que se encuentre y la densidad del líquido.

P = ρ g h + P0

Dado que solamente depende de la altura, al comunicar diversos recipientes a través de vasos comunicantes el líquido contenido subirá hasta alcanzar la misma altura independientemente de la forma y anchura de los mismos en todos ellos (principio de vasos comunicantes).

La presión ejercida por prensas comunes en diferentes émbolos se repartirá por igual a cada uno de ellos. 

Deléitate con este maravilloso vídeo del canal 35 Ciencias de Monto Grande en Argentina. ¡Verdaderos artistas científicos!

PRESIÓN ATMOSFÉRICA

El aire pesa. Sí señor. Y aunque no lo veamos no está vacío. La presión atmosférica es la fuerza por unidad de superfície que la atmósfera realiza debida cuenta de su peso. En condiciones normales, para un ser humano esa presión atmosférica se corresponde con la presión que sentiríamos si tuviéramos una columna de agua de unos 10 metros de altura sobre nosotros. Esto lo saben bien los submarinistas, conocedores de que cada 10 metros añadidos de profundidad en el agua del mar tienen que soportar una atmósfera más de presión.

El aparato de medida que permite medir la presión absoluta en cualquier punto de la Tierra, incluyendo la presión atmosférica, se llama barómetro. El primer barómetro de la historia se basó en la experiencia de Torricelli.

La unidad de medida de la presión atmosférica es la atmósfera (atm) y su valor en condiciones normales es de 1 atm, aunque en el día a día ese valor variará ligeramente debido a cambios climatológicos. Una atmósfera de presión es igual a 760 mm Hg.

Pero si lo que se quiere es medir presiones relativas (entre dos puntos), entonces lo que hay que utilizar es un manómetro.

Presión absoluta = Presión relativa + Presión atmosférica

EXPERIMENTOS DIVERTIDOS DE PRESIÓN ATMOSFÉRICA

Cuando empecé a investigar para preparar algunas entradas sobre la presión y la hidrostática en general pensé, bueno, parece que esta va a ser una temática fácil. Pero sin embargo me he dado cuenta de que es un ámbito que esconde un montón de situaciones que chocan con nuestra intuición. Y si no échale un vistazo a estos vídeos. Todos ellos tienen que ver con el concepto de presión atmosférica; algo que creemos tenemos completamente incorporado en nuestro imaginario colectivo. Y en cambio nos muestran que eso no es tan evidente en algunos casos.

¿Por qué no se cae a lámina al invertir el vaso por el peso del agua?

¿Por qué se rompe la vara de madera solamente con ponerle una hoja de papel de periódico encima?

¿Por qué la botella engulle al huevo duro si echamos una cerilla encendida dentro antes?

FLUIDOS

Cuando hablamos de conceptos como presión debemos tener claro que casi seguro que estamos trabajando con fluidos. Los fluidos tienen la característica de ser incompresibles. Lo que hacen ante la acción de una presión es cambiar de forma o deslizarse en una dirección dada. Simplemente se amoldan. No se oponen. Se dejan llevar.

Tanto los líquidos como los gases pueden ser tratados como fluidos a tenor de su definición.

La hidrostática trata del estudio de los fluidos cuando éstos se encuentran depositados en recipientes estancos y sometidos a presiones constantes. Su ley principal es el principio de Arquímides. La rama que estudia las situaciones en las que los fluidos fluyen es la hidrodinámica o dinámica de fluidos y su ley principal es la ecuación de Bernouilli.

PRESIÓN

¿Quién crees que rompería antes el hielo de un lago helado, un gran elefante o una bailarina dando giros sobre la punta de un pie?

La respuesta correcta es la bailarina. Esto se debe a que la bailarina es capaz de concentrar una mayor fuerza (su peso) por unidad de superficie (la punta de su pie). En cambio, el elefante, a pesar de ser mucho más pesado reparte su peso sobre una superficie mucho mayor de tal manera que la presión que ejerce es menor.

Y es que esto es la presión: fuerza por unidad de superfície.

P = F / S

EL BARÓMETRO DE TORRICELLI

Evangelista Torricelli fue un discípulo de Galileo Galilei que en el año 1643 realizó un experimento muy sencillo con el que consiguió demostrar que el aire pesa y ejerce una presión: la presión atmosférica. 

Lo único que hizo Torricelli fue llenar un tubo de un metro de largo con mercurio, que es un curioso metal cuyo estado es líquido a temperatura ambiente (en condiciones comunes) y de una densidad unas 14 veces superior a la del agua. El tubo estaba taponado por un extremo y lo tapaba con el dedo por el otro. Entonces invirtió el tubo colocando el extremo taponado con el dedo hacia abajo dentro de un recipiente que contenía mercurio también. Y entonces quitó el dedo para dejar abierta la parte inferior. ¿Qué es lo que sucedió? ¿Qué esperarías que sucediera? ¿Esperarías que toda la columna de mercurio se vaciara? ¿Esperarías por contra que permaneciera en la misma posición?

Lo que sucedió es que la columna de mercurio descendió un poco, hasta un cierto punto y ahí se detuvo. De hecho se detuvo exactamente a una altura de 760 milímetros. Y siempre se detendría a esa altura tantas veces como se repitiera la experiencia. ¿Por qué?

Para Torricelli fue la prueba irrefutable de la existencia de la presión atmosférica. Su interpretación fue que el líquido descendió hasta que su presión se igualó con la presión que el aire ejercía sobre el recipiente que contenía mercurio fuera del tubo.

Esta experiencia sentó las bases para la construcción de los primeros barómetros. Con el barómetro de Torricelli la presión se suele leer directamente en mm Hg (milímetros de mercurio), aunque para obtenerla realmente en unidades de presión habría que realizar una conversión.

CÓMO COMPROBAR LA LEY DE BOYLE

Lo que hace falta para poder verificar experimentalmente la Ley de Boyle es tomar diferentes medidas de presión y volumen a temperatura constante de un mismo gas. Las medidas de volumen no presentan mayor dificultar, pero las medidas de presión no se pudieron realizar históricamente hasta que no se inventó el barómetro.

Por otra lado luego habrá que relacionar esas medidas. El vídeo que acompaña esta entrada es muy didáctico acerca de cómo encontrar la mejor manera de acometer este proceso. Al comprobar que la gráfica resultante de P  - V es una curva que muestra una relación inversamente proporcional, lo que se propone es dibujar un gráfico de 1/P con respecto a V o viceversa para que lo que se obtenga sea una recta.

Es llamativo que la recta solamente pasará por el origen si somos capaces de sustraer la presión atmosférica a las medidas relativas. Esto es algo que seguro que Boyle tuvo que tener en cuenta también para determinar la ley de los gases a temperatura constante.

LEY DE BOYLE

Gran parte de la actividad científica floreció en el siglo XVII en la Royal Society de Londres. Uno de sus miembros, Robert Boyle, mentor de Robert Hooke, formuló una ley que establecía la relación entre el volumen y la presión de un gas ideal.

La Ley de Boyle enuncia que el volumen y la presión de un gas ideal son inversamente proporcionales. También se puede enunciar indicando que el producto de ambas cantidades es constante: P·V = cte, o formulando que su derivada es cero: d(P·V) = dP·V + V·dP = 0.

En aquella época varios habían sido ya los experimentos que se habían realizado para entender mejor y poder medir lo que es la presión de un gas.

En el vídeo de arriba podemos ver un experimento casero en el que un globo se hincha porque aumente la presión al disminuir el volumen de aire de un recipiente (al ser ocupado parcialmente con agua).

CONTRIBUCIÓN A LA CIENCIA DE ROBERT HOOKE

Robert Hooke será probablemente recordado sobre todo por el peliagudo contencioso que tuvo con Newton, quien le acusó de plagio por su trabajo sobre la Ley de la Gravitación Universal. Si hoy en día la cuestión de la propiedad intelectual está generando un profundo debate tras la irrupción de Internet en nuestras vidas, ya en el siglo XVII era una cuestión de primer orden. De hecho, es conocido que otro contencioso sobre la autoría del Cálculo Diferencial entre el propio Newton y Leibniz prácticamente congeló la cooperación científica entre Inglaterra y el continente europeo durante unos 200 años.

Pero Hooke debe ser recordado por algo más que sus desencuentros con Newton. De naturaleza polifacética, sus dotes como dibujante sirvieron para que dejara grandes contribuciones en Biología, entre ellas los dibujos de sus observaciones con el microscopio. Y es que Hooke no solamente ayudó a perfeccionar el microscopio sino que fue el primero en utilizarlo para ver las primeras células. No fueron células vivas sino células vegetales muertas, de una lámina de corcho. Pero sus ilustraciones inspiraron a otros a seguir investigando en esa línea.

En el campo de la Física Hooke es muy conocido por enunciar la ley que lleva su nombre y describe matemáticamente el comportamiento de la fuerzas recuperadoras elásticas, como las que actúan sobre  los muelles. 

También es interesante su contribución en el campo de la Óptica donde era de la opinión de que la naturaleza de la luz debía ser ondulatoria (quizás para llevarle la contraria a Newton :-)). Pero lo que más llama la atención es que predijera que las ondas subyacentes a la propagación de la luz debían de ser transversales (en contraposición a Huygens). Y acertó...

De hecho hoy en día cuando se intenta explicar el comportamiento de una onda transversal a menudo se simplifica comparando cada punto del medio sometido a las vibraciones con un oscilador armónico simple, o lo que viene a ser lo mismo, un muelle diminuto que oscila arriba y abajo siguiendo la Ley de Hooke.

Robert Hooke ingresó en la Royal Society de Londres de la mano del famoso químico-físico Robert Boyle y permaneció en esa institución para el resto de su vida.

EL EXPERIMENTO DE LA DOBLE RENDIJA DE YOUNG

Hasta principios del siglo XIX predominó la visión de que la luz estaba compuesta por partículas básicamente porque esta era la idea que había defendido Isaac Newton y claro está que pocos se atrevían a contradecir a semejante autoridad científica. Y esto fue así a pesar de que el propio Newton había realizado un experimento que era incapaz de explicar con su teoría corpuscular y de la existencia de otra corriente de pensamiento ondulatoria fundada en el experimento de Grimaldi y justificada por Huygens.

El físico y médico inglés Thomas Young recogió el testigo de tal dicotomía y realizó un experimento en el año 1801 con el fin de demostrar si la naturaleza de la luz era de carácter corpuscular u ondulatorio.

Lo que hizo Young fue muy ingenioso. En lugar de hacer pasar la luz a través de una única rendija hacia el interior de una cámara oscura (como hizo Grimaldi) se le ocurrió que haciéndola pasar a través de dos rendijas iguales podría observar si las fuentes provenientes de ambos focos interferían o no. Si interferían nada podría negar ya la naturaleza ondulatoria de la luz.

El montaje lo realizó cuidando ciertos detalles, como el de disponer una rendija previa que actuará como un foco puntual único de luz equidistante a ambas rendijas y asegurarse así de que la luz re-emitida por ambos focos tendría la misma frecuencia/s y no tendría una diferencia de fase relativa.

El patrón de difracción obtenido dejaría clara la naturaleza ondulatoria de la luz.

DIFRACCIÓN DE LA LUZ SEGÚN EL PRINCIPIO DE HUYGENS

La primera persona que se sabe que dio una interpretación a los fenómenos propiamente ondulatorios de la luz como lo es el de la difracción descubierto por Grimaldi fue el físico holandés Christian Huygens. Gracias al principio de Huygens, no solamente se podía explicar la difracción, sino también la reflexión y la refracción de la luz.

Además Huygens sostenía que la naturaleza fundamental de la luz debía ser ondulatoria ya que cuando dos rayos de luz se cruzan no colisionan, sino que siguen cada uno con su trayectoria sin perturbarse. Eso con el tiempo se vería que era correcto.

Por otro lado Huygens concebía que las ondas de luz debían de ser longitudinales al igual que las ondas que se forman en un estanque con agua al tirar una piedra. Eso con el tiempo se vería que no era correcto porque la luz es una onda electromagnética y en ella los campos eléctrico y magnético varían en la dirección transversal a la propagación.

GRIMALDI Y LA DIFRACCIÓN

Cuando más aceptada estaba la visión lineal de la propagación de la luz de la Óptica Geométrica, sustentada por gigantes como Newton sobre la base de una concepción corpuscular de la misma, un físico jesuita italiano llamado Grimaldi descubre algo realmente asombroso. Estamos a mediados del siglo XVII en la ciudad de Bologna y Grimaldi observa algo relativamente sencillo de reproducir. Cuando deja pasar la luz solar a través de una rendija muy estrecha o un orificio muy pequeño al interior de una habitación oscura se forma un patrón de zonas claras y oscuras, habiendo zonas claras mucho más allá de lo que podríamos esperar si entendemos que la luz está compuesta de partículas que viajan en línea recta.

Grimaldi llamó a este fenómeno difracción ya que se observaban diferentes fracciones y con el tiempo se vería que solamente se podía explicar sobre la base de una concepción ondulatoria de la luz.

Entonces, ¿de qué está compuesta la luz?¿ De ondas o de partículas?

LA VISIÓN Y LOS DEFECTOS MÁS COMUNES

Los defectos más comunes de la visión tienen que ver con el hecho de que la imagen no consiga formarse en la retina.

En el caso de los miopes el ojo resulta un poco más alargado de lo que le correspondería por su curvatura y como consecuencia de ello el sistema óptico forma la imagen de un objeto que estaría en el infinito delante de la retina.

En cambio los hipermétropes tienen un globo ocular más corto de lo normal y la imagen se les forma por detrás de la retina.

Por último, el astigmatismo tiene que ver con la falta de esfericidad de la córnea e impide que se puedan enfocar de forma nítida a la vez líneas horizontales y verticales.

CONOS Y BASTONES

Tanto los conos como los bastones son células neuronales muy complejas y altamente especializadas, con un cuerpo alargado, el núcleo localizado en la zona central, una parte externa donde se encuentran los receptores fotosensibles y una parte interna que conecta con el nervio óptico.

En número los bastones son mucho más abundantes que los conos (hay unas 20 veces más en el ojo humano) y su función tiene más que ver con la visión en la oscuridad. Las moléculas de fotopigmento de los bastones se disponen en una serie de láminas paralelas e independientes.

En cambio los conos están especializados en la detección de la luz en determinadas longitudes de onda que se corresponden básicamente con los colores azul, verde y rojo. Los conos presentan una única lámina fotosensible que se pliega sobre sí misma un número de veces.

PARTES DEL OJO HUMANO

Las principales partes del ojo son:

• la esclerótida: membrana opaca que lo recubre y protege del exterior (en esta imagen no sale nombrada).
• la córnea: membrana correspondiente a la parte frontal donde se hace transparente y presenta un radio de curvatura menor.
• humor acuoso: líquido de índice de refracción equivalente al del agua que llena el espacio entre la córnea y el cristalino.
• iris: actúa como el diafragma de una cámara fotográfica regulando la mayor o menor apertura de la pupila.
• pupila: apertura central a través de la cual la luz accede al ojo a través del cristalino. Su diámetro se ajusta de forma inversamente proporcional al brillo.
• cristalino: es la lente del ojo, con un índice de refracción no uniforme que aumenta hacia adentro y cuyos radios de curvatura de ambos dioptrios varían según la acción del músculo ciliar.
• humor vítreo: llena casi toda la cavidad interior del ojo y su índice de refracción es muy similar al del cristalino y humor acuoso.
• retina: es la parte posterior del ojo donde se forma la imagen. En realidad es una extensión del nervio óptico que se despliega ofreciendo una superficie fotosensible compuesta de conos y bastones, las células especializadas que son capaces de reaccionar a movimientos a diferentes intensidades de color para transformarlas en señales nerviosas que serán recogidas y procesadas por el que por ende acaba siendo el principal órgano de la visión:
• el cerebro

EL OJO HUMANO

El ojo es uno de los instrumentos más sofisticados del Universo. Sin lugar a dudas. de todos los instrumentos ópticos, el ojo es el más perfecto. Desde un punto de vista funcional podemos dividir el estudio del ojo en dos grandes bloques: uno referido a las partes que lo constituyen y su fisiología para conseguir enfocar las imágenes de forma rápida y preciso y otro concerniente a las células fotosensibles que generan los millones de impulsos nerviosos que son mandados al cerebro para trasladar información relativa al brillo, posición, movimiento y color de cada punto del espacio dentro del campo de observación. Estas células se dividen en conos y bastones.

Los bastones son los que distinguen los movimientos. Los conos son los que reaccionan a los destellos de luz azul, verde y roja de forma diferenciada permitiéndonos formar imágenes en color de gran resolución. De hecho, en el espacio de la punta de una aguja de alfiler hay millones de estas células maravillosas.

HISTORIA DE LA CÁMARA FOTOGRÁFICA

Gerolamo Cardano fue el primero en sugerir la idea de colocar una lente en la apertura de la cámara oscura inventada por Leonardo Da Vinci y perfeccionada por Cesare Cesariano para poder enfocar la imagen capturada en una región concreta.

La cámara oscura fue utilizada durante siglos para la realización de retratos pictóricos; muchos artistas calcaban el contorno de las siluetas proyectadas por la misma sobre una superficie al alcance.

Pero el gran reto de la cámara no era capturar la imagen sino conseguir una copia impresa de la misma. Y este no era una problema ya de Óptica sino de Química. La sustancia que abrió las puertas a la impresión fotográfica fue el cloruro de plata, que por contacto con la luz cambia de color. Este hecho fue descubierto de forma casi fortuita en 1724 por el científico alemán Johan Heinrich Shultze mientras realizaba un experimento en el que pretendía estudiar una reacción química en la que había plata involucrada. Shultze comprobó que la mezcla de plata y yeso se oscurecía al contacto con la luz del Sol. Ese hallazgo desencadenó el interés de muchos más científicos por experimentar con otros compuestos químicos y encontrar técnicas para conseguir plasmar una imagen sobre una superfície. Las sales de plata y el cloruro de sodio resultaron ser muy apropiados.

Se considera que la primera fotografía de la historia fue realizada en el año 1826 por el francés Joseph Nicérme Niépce al capturar la imagen que se veía desde la ventana de su casa en una plancha tras mantener su cámara oscura inmóvil durante una exposición de 8 horas. A las imágenes así captadas se las empezó a denominar heliografías.

Pero la primera persona que realmente empezó a comercializar por todo el planetas la idea de Niépce tras perfeccionar los todavía rudimentarios métodos de revelado fue su socio Daguerre, quien empezó a utilizar vapores de mercurio para calentar la lámina impresa con sales de plata tras retirarla rápidamente de la exposición para frenar su deterioro posterior. Al prototipo de cámara inventada por Daguerre se la denominó daguerrotipo y gozó de gran popularidad. No en vano hay que tener en cuenta que los productos químicos que se usaban para el proceso eran muy tóxicos y además tanto las cámaras como las láminas de impresión eran muy pesadas.

El científico inglés Talbot colaboró al perfeccionamiento del tratamiento químico-luminoso de las láminas consiguiendo obtener unas imágenes que se denominaron claro-oscuros de aceptable calidad.

Sin embargo, el primer prototipo de cámara fotográfica ligera y con un rodillo incorporado no fue creado hasta el año 1888 por George Eastman en Estados Unidos. Estamos hablando ni más ni menos del fundador de la mundialmente famosa marca KODAK. 

En el año 1944 se inventó la cámara POLAROID que permitía una revelado instantáneo de la fotografías por primera vez.

La cámara fotográfica ha sido uno de los descubrimientos más influyentes del mundo, no solamente por ser precursora del cine, sino porque consiguió inmortalizar hechos históricos con todo su realismo, como los horrores de una guerra y facilitar así que la gente pudiera tomar consciencia de una forma más directa de cosas que hasta entonces solamente podían cuajar en el erario popular por la tradición oral.

Y es que con la fotografía se reafirma la frase "una imagen vale más que 1000 palabras".

CÁMARA ESTENOPEICA Y REVELADO DE FOTOS

¿Te gustaría hacerte tu propia cámara fotográfica? Pues con una caja de zapatos, algo de cinta aislante, una tapa de yogurt, una aguja de alfiler, pintura negra y un papel de película fotográfica esto es posible.

Con este material te puedes construir una cámara estenopeica; es decir una caja negra herméticamente cerrada excepto por un minúsculo agujero.

En el vídeo de arriba puedes ver no sólo cómo montarte la cámara sino también como realizar una fotografía con ella, hacer el revelado para sacar el negativo y cómo obtener el positivo o fotografía final. De esta manera puedes conseguir que un oso pase por un agujero del tamaño de una aguja de alfiler e incluso retener la prueba para la posteridad...

LA CÁMARA OSCURA

La cámara oscura surge del intento de reproducir en una caja los experimentos realizados por Alhazen de Basora allá por el año 1000 d.C. cerca de El Cairo en una habitación oscura que solamente tenía un pequeño orificio por el que penetrar la luz desde el exterior.

La idea es muy sencilla. Dado que la luz se propaga en línea recta, si el agujero es muy pequeño, a cada punto del exterior solamente lo puede corresponder un punto del interior, con lo cual la imagen obtenida es invertida (como se puede apreciar en la ilustración de abajo).

 

Añadiendo un espejo pulido inclinado en la caja se puede 'sacar' la imagen al exterior.

La idea de trasladar la creación de imágenes en una habitación oscura a una cámara (o caja) oscura fue puesta en práctica por Leonardo Da Vince y perfeccionada por Cesare Cesariano. 

LA CÁMARA FOTOGRÁFICA

La cámara fotográfica es uno de los instrumentos ópticos más extendidos entre la población a día de hoy. Podemos decir que los padres de la cámara de fotos son la Óptica y la Química, aunque en tiempos más recientes debemos añadir sin duda la Electrónica y la Informática entre sus constituyentes también.

La cámara fotográfica surge gracias a la combinación de diversos hitos y descubrimientos tras largos siglos de investigación sobre la base de una invento primigenio: la cámara oscura.

Merece la pena de ver el vídeo de arriba para hacerse una idea intuitiva pero bastante completa de cómo funciona una cámara de fotos actual y cómo operan los principales componentes que la integran.