Experimento 1 Como funciona uma máquina fotográfica? Construção de uma câmera escura

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1 9 o ano abril/2011 Experimento 1 Como funciona uma máquina fotográfica? Construção de uma câmera escura Já faz tempo que o ser humano tenta desenvolver objetivos para formar e armazenar imagens. Leonardo da Vinci descreveu a câmera escura detalhadamente nos seus manuscritos. Além disso, essa câmera foi muito utilizada pelos pintores do Renascimento como auxiliar de desenho, uma vez que fornecia ao pintor a perspectiva pretendida. Restava só introduzir um suporte sensível à luz que fixasse a imagem projetada para que pudesse ser registrada e armazenada. Foi o que fez N. Niepce em Ao longo do tempo, as câmeras escuras foram sendo aperfeiçoadas. Entretanto, seu funcionamento básico é mantido: fazer com que a luz, proveniente de um objeto ou da cena que se deseja fotografar, incida sobre o filme, formando nele uma imagem. Basicamente uma câmera fotográfica é um compartimento com um pequeno orifício por onde a luz, transmitida por um objeto, penetra e atinge o lado oposto desse orifício no fundo da caixa. Vamos investigar o funcionamento de uma máquina fotográfica? De maneira bastante simples você pode construir uma câmera escura. Com essa câmera você poderá compreender melhor como é o funcionamento de uma máquina fotográfica. Material necessário Lata de achocolatado ou leite em pó (ou outra lata com tampa) Fita adesiva preta Papel vegetal de 20 cm x 20 cm Tesoura Cola branca Alfinete Papel-cartão preto ou tinta spray preto fosco Elástico para dinheiro Foto de Vera Lutter, realizada com a técnica da câmera escura, em exposição na Galeria Max Hetzler de Berlim. Procedimentos Verifique se a lata que você transformará em câmera está bem limpa, sem resquícios de pó em seu interior. Pegue a lata e com tinta preto fosco pinte seu interior, inclusive a tampa. Pode-se, ao invés da tinta, utilizar um papel-cartão preto para forrar a câmera. O importante é manter a câmera totalmente escura. Depois, pedir para um adulto fazer um pequenino furo no fundo da lata com alfinete. Em alguns casos, a dureza do material da lata não permite um furo perfeito. Caso isso ocorra, deve-se fazer um buraco maior com um prego, por exemplo, e colar sobre ele um pedaço de papel alumínio e neste fazer o pequeno furo com o alfinete. Após fazer o furo no fundo da lata, coloque o papel vegetal no lado oposto no lugar da tampa e prenda-o com elástico para dinheiro. Furo Papel vegetal Antes de colocar sua câmera escura para funcionar, elabore algumas hipóteses: 1

2 Caso sua câmera fosse colocada em um ambiente escuro em frente a uma vela acesa o que irá aparecer no papel vegetal? Dependendo da distância entre a câmera e o objeto a situação se alterará? Agora, como a câmera escura está pronta, você pode observar, projetada no papel vegetal, a imagem que entra pelo orifício. Apague a luz de uma sala, feche as janelas, cortinas e portas, deixando-a escura. Ilumine bem um objeto qualquer com uma lanterna ou coloque uma vela acesa. Aponte a sua câmera escura para o objeto ou para a vela. Observe o que aconteceu. Depois, altere a distância entre a câmera e o objeto e observe. Agora, descreva e tente elaborar explicações a respeito do fenômeno ocorrido. Desenhe o resultado obtido. Sabemos que nossos olhos têm um funcionamento semelhante ao de uma câmera escura. Pesquise a estrutura anatômica do olho humano e elabore um texto comparando o funcionamento da visão e o de uma câmera escura. 2

3 Experimento 2 Tire e revele fotos! Pinhole é um processo alternativo de se fazer fotografia. É um tipo de câmera artesanal que pode ser construída facilmente utilizando-se materiais simples. O nome em inglês Pinhole ou Pin-Hole pode ser traduzido como buraco de agulha, apresentando apenas um pequeno furo que funciona como diafragma fixo no lugar de uma objetiva. Também conhecida como câmera estenopeica, a pinhole é basicamente um compartimento todo fechado onde não existe luz, ou seja, uma câmera escura com um pequeno orifício. Você já pensou em construir sua própria câmera fotográfica? Nesta atividade vamos construir uma câmera pinhole, tirar e revelar fotos. No final, poderá ser feita uma exposição com as fotos feitas e reveladas na escola! Material necessário Lata de achocolatado ou leite em pó (ou outra lata com tampa) Papel-cartão preto Tesoura Alfinete Fita isolante preta Papel fotográfico (sugestão: papel fotográfico para P&B ou filmes ortocromáticos de artes gráficas (fotolito) com baixa sensibilidade), revelador e fixador (todos encontrados em lojas de revelação ou equipamentos fotográficos) Lâmpada vermelha de 15 watts Sala com torneira Três bacias plásticas (50 cm x 40 cm) Pinça sem ponta Barbante e prendedores de roupa Lanterna caseira Procedimentos Observação: caso queria, você pode aproveitar a lata feita no experimento 1. Para isso, recorte um pedaço do papel fotográfico quadrado e grude-o com um pequeno pedaço de fita adesiva sobre o papel vegetal lembrando que a parte brilhante deve estar voltada para o orifício. Pegue um pedaço de papel-cartão preto e corte-o do tamanho do papel vegetal e cole sobre ele com fita adesiva de modo que a lata fique totalmente vedada e escura em seu interior. Para construir a câmera: Pegue a lata e com tinta preto fosco pinte seu interior, inclusive a tampa. Pode-se, ao invés da tinta, utilizar um papel-cartão preto para forrar a câmera. O importante é manter a câmera totalmente escura. Depois, pedir para um adulto fazer um pequenino furo no fundo da lata com alfinete. Em alguns casos, a dureza do material da lata não permite um furo perfeito. Caso isso ocorra, deve-se fazer um buraco maior com um prego por exemplo e colar sobre ele um pedaço de papel alumínio e neste fazer o pequeno furo com o alfinete. Corte um pedaço de papel-cartão (3 cm x 3 cm) e cole-o com um pedaço de fita isolante de 5 cm sobre o furo. Esse pedaço de papel é um tipo de janela para que possa sobrar uma pontinha de fita isolante para abrir e fechar a janela de papelcartão como mecanismo de exposição à luz. Agora trabalhe em um ambiente escuro, que pode ser uma sala com portas e janelas fechadas e as frestas vedadas por cobertores escuros, pois o papel fotográfico é muito sensível à luz. Recorte um pedaço do papel fotográfico quadrado, fixe-o na parede interna da lata (figura à direita), centralizando-o frente ao orifício e tampe-a. Atenção, a parte brilhante deve estar voltada para o orifício. 3

4 Agora escolha a cena que deseja fotografar, de preferência algo imóvel e com boa iluminação. Escolha um objeto ao ar livre para testar sua câmera. É preciso destapar o orifício abrindo a janela de papel-cartão e deixá-la aberta de dois a quatro minutos. Depois, nas próximas vezes, você pode alterar o tempo de exposição à luz e verificar as alterações nas imagens e os efeitos obtidos. A seguir são apresentadas sugestões de outros modelos de câmera. Faça hipóteses e investigue: O que acontece se aumentarmos ou diminuirmos o tempo de exposição à luz? E se fizéssemos mais de um furo? E se abríssemos duas vezes a janela de exposição à luz? Por que o papel fotográfico deve ser manuseado em local escuro? Se a lata fosse maior ou de outro formato haveria alterações? Revelação das fotos Vamos elaborar um laboratório fotográfico caseiro? Para fazer a revelação da foto é necessário haver um local iluminado apenas com uma fraca lâmpada vermelha de 15 watts e com uma pia com água corrente. Na primeira vasilha, coloque revelador, na segunda, água e na terceira, fixador. Retire o papel fotográfico da câmera escura e coloque-o, com a parte brilhante voltada para cima, no interior da vasilha que contém o revelador. O papel fotográfico deve ficar totalmente coberto pelo líquido revelador por 2 a 3 minutos. O resultado será o aparecimento de uma imagem negativa da cena fotografada. Revelador Fixador Em seguida, pegue o papel fotográfico com uma pinça sem ponta e coloque-o em uma vasilha com água, por 1 minuto. Depois, coloque o papel fotográfico na vasilha com o fixador durante mais 5 minutos. A seguir, lave-o bem com água corrente e pendure-o com prendedor para secar. Você pode fazer um varal com barbante para isso. Como resultado você obteve o negativo da foto, uma vez que regiões bem iluminadas da cena produzirão regiões mais escuras no filme já revelado. Água 4

5 Agora vamos obter o positivo, isto é, a foto reproduzindo a cena. Coloque o negativo com a figura para baixo contra a parte brilhante de outro papel fotográfico. Ilumine o conjunto com uma lanterna caseira por 10 segundos. Retire o papel fotográfico e repita todo o processo feito anteriormente: revelação, lavagem na vasilha com água, fixação e lavagem com água corrente. Pendure novamente e deixe secar. Pronto, agora você já pode montar sua exposição de fotos! Todo esse processo de revelação parece mágica, mas é ciência! Vamos investigá-lo? Pesquise: Como ocorre o processo de revelação? De que material é feito o papel fotográfico? E o revelador? Se quisermos uma foto mais escura, o que devemos fazer na hora da revelação? 5

6 Expectativa de respostas Experimento 1 Cada ponto do objeto luminoso ou iluminado emite ou reflete a luz em todas as direções e, portanto também na direção do pequeno orifício. A imagem projetada, nestas condições, aparecerá invertida. Considerando que a luz, emitida de cada ponto da imagem, se propaga em linha reta passando pelo orifício e formando a imagem da cena invertida. Frente Fundo O olho humano é um órgão aproximadamente esférico, com diâmetro em torno de 25 mm, equivalente ao sistema óptico de uma máquina fotográfica, constituído basicamente por: um sistema de lentes, cuja função é desviar e focalizar a luz que nele incide a córnea e o cristalino; um sistema de diafragma variável, que controla automaticamente a quantidade de luz que entra no olho a iris (cujo orifício central é denominado pupila); um anteparo fotossensível a retina. No olho humano a entrada de luz é comandada por uma membrana musculosa, a íris, que abre ou fecha a pupila, um orifício no centro do olho. Atrás da pupila encontra-se o cristalino, uma lente que é capaz de focar objetos próximos ou distantes, pela mudança de sua curvatura, conseguida por músculos que envolvem o cristalino. No olho normal, o cristalino focaliza as imagens na retina, uma membrana do tamanho de uma moeda na parte posterior do olho. Suas células têm a capacidade de transformar a luz que recebem em impulsos nervosos que são enviados, através dos nervos ópticos, até ao cérebro que os interpretam e registram como sensações visuais. Neste ponto, a analogia entre o olho humano e a máquina fotográfica é mais forte: a retina corresponderia ao filme fotográfico. Músculo ciliar Retina Imagem formada na retina Pupila Raios de luz entram no olho Córnea Nervo óptico Íris Cristalino 6

7 Experimento 2 Atividade Para cada tipo e tamanho de câmera, haverá de ser este furo proporcional à distância focal. Considerando que para uma pequena câmera, tipo caixinha ou lata, fazemos um furo com agulha, para uma câmera de grandes proporções, podemos chegar a um furo com diâmetro de um dedo polegar. O tamanho e o formato das imagens que a câmera produz dependem, quase sempre, do tamanho e formato usados para construí-la. Podemos conseguir os mais diversos efeitos. Se, por exemplo, a ideia é obter fotografias com efeitos distorcidos, tipo grande angular, podemos usar uma lata redonda para ser a câmera ou então colocarmos o material sensível à luz (papel fotográfico) curvado lá dentro. Se fizermos ao invés de um, dois ou mais furos na câmera, teremos imagens sobrepostas e duplicadas. Dupla exposição também provoca sobreposição de imagens. Esses e outros efeitos podem ser conseguidos e explorados. O papel fotográfico é feito de material sensível à luz; portanto, o carregamento da câmera deve ser feito em um local seguro, que evite a velação do papel. Quanto maior a câmera, ou melhor, quanto maior a distância do furo ao papel, maior deve ser o tempo de exposição. Este tempo está também relacionado à quantidade de luz da cena que se deseja fotografar. Pesquisa O registro de uma cena em um filme ou papel fotográfico está associado ao fato de algumas substâncias serem sensíveis à luz. O filme ou o papel fotográfico são, na realidade, lâminas de celulose recobertas de pequeníssimos grãos de sais de prata, em especial, o brometo de prata [AgBr]. Quando a luz incide sobre o papel fotográfico, sua energia é absorvida pelo grãos do sal, separando a prata metálica de seu parceiro químico, o bromo. Apenas na fase de revelação do filme é que a imagem da cena fotografada pode ser vista e identificada. O revelador, composto basicamente de água e sulfito de sódio [Na 2 SO 2 ], provoca, no filme, a mesma reação que a luz. Onde já houve formação de prata metálica, a reação com o revelador se processa muito mais rapidamente, produzindo uma maior quantidade de prata metálica por oxirredução do brometo de prata. Por isso, é importante controlar o tempo de contato do filme com o revelador, pois quanto maior o tempo de reação mais prata metálica será formada e mais negra ficará a região do filme revelado. Sugestões de sites: