Brincadeira científica - Câmera fotográfica Você, provavelmente, está acostumado a tirar fotos com uma câmera digital ou um celular. Mas você sabe como a imagem de um grande edifício, ou de uma pessoa, pode ser projetada sobre o pequeno sensor da câmera? Outra curiosidade: no display da câmera, você observa a imagem de cabeça para cima; mas você sabia que ela é formada sobre o sensor da câmera digital, ou sobre o filme de uma câmera convencional, de cabeça para baixo? Nesta atividade, você construirá um modelo de câmera fotográfica e, além de se divertir, aprenderá um pouco mais sobre uma área da ciência denominada Ótica, que estuda a natureza e as propriedades da luz, as lentes e a formação das imagens, entre muitos outros fenômenos. Você vai precisar de: 1 lata de alimento em pó com tampa plástica 1 pedaço de tubo de PVC para esgoto, de 50 mm de diâmetro e 12 cm de comprimento 1 lupa de 50 mm de diâmetro 1 pedaço de papel vegetal que cubra o diâmetro da lata 1 tesoura 1 caneta hidrocor 1 abridor de latas fita adesiva Nas figuras a seguir, você pode ver todos os materiais e as ferramentas necessárias para a montagem do seu modelo de máquina fotográfica. O pedaço de tubo de PVC pode ser adquirido em um depósito de materiais de construção ou em uma obra. A lupa pode ser adquirida a um custo muito baixo em uma loja de produtos importados. A lata pode ser de qualquer tipo, como de leite em pó, achocolatado em pó ou farinha láctea; o importante é que ela tenha tampa de plástico para facilitar o corte. Por fim, o papel vegetal pode ser adquirido em papelarias.
Lata Tubo de PVC Lupa Papel Vegetal Passo a passo Inicialmente, retire a lente da armação da lupa, empurrando-a com os dedos. Peça a um adulto para ajudá-lo nessa tarefa. Corte um pedaço de aproximadamente 20 cm da fita adesiva e utilize-o para prender a lente em uma das extremidades do tubo de PVC. Veja como, nas figuras a seguir:
Coloque o tubo de PVC sobre o meio da tampa plástica e faça o contorno do tubo com a caneta hidrocor. Utilizando uma tesoura, recorte o círculo pelo lado interno do contorno, de modo que o tubo de PVC passe um pouco apertado pelo furo. Peça a ajuda de um adulto nesta tarefa.
Utilizando o abridor de latas, retire completamente o fundo da lata. Peça a ajuda de um adulto para realizar esta tarefa. Coloque a lata sobre o pedaço de papel vegetal e faça o contorno da lata com a caneta. Com a tesoura, corte o disco de papel vegetal. Peça a um adulto para ajudar você. Prenda 4 pedaços de fita adesiva, de aproximadamente 3 cm de comprimento cada um, no disco de papel vegetal, conforme mostra a figura abaixo. Em seguida, fixe o disco no fundo da lata.
Encaixe a tampa de plástico com o tubo de PVC na borda da lata, de modo que a lente fique para fora da lata. Está pronta a sua câmera. De dentro de uma sala um pouco escurecida, aponte a lente para uma paisagem bastante iluminada, como uma árvore, uma casa ou um edifício. Olhe para a folha de papel vegetal. Você deverá observar a imagem da paisagem que está olhando. Se a imagem da paisagem não estiver nítida, proceda da seguinte forma: olhando para a imagem na folha de papel vegetal, movimente o tubo de PVC para dentro ou para fora da lata, até
observar uma imagem nítida. A imagem fica bastante nítida, quando é formada exatamente sobre a folha de papel vegetal. Veja na figura ao lado uma imagem nítida de alguns edifícios. Dica: para visualizar objetos muito próximos da câmera, será necessário afastar muito a lente da tela de papel vegetal, tirando o tubo da lata. Já, para visualizar objetos mais distantes, é preciso aproximar a lente da tela, introduzindo o tubo no interior da lata. Note que a imagem na tela de papel vegetal é menor que os objetos reais observados e que está de cabeça para baixo. Você sabe por que isso acontece? Não? Então leia o texto a seguir para compreender um pouco mais. Entendendo a brincadeira A lente da lupa é convergente. Este tipo de lente pode ser usado para formar uma imagem real. Uma das características deste tipo de imagem (imagem real) é o fato de a mesma poder ser projetada em um anteparo. No caso do modelo de máquina fotográfica construído por você, o anteparo é a folha de papel vegetal. Em uma câmera fotográfica, ocorre o mesmo. A imagem do objeto fotografado é projetada pelas lentes da câmera exatamente sobre o filme fotográfico - nas antigas máquinas convencionais - ou sobre um sensor semicondutor de luz, chamado CCD (chargecoupled device) - nas modernas máquinas digitais, incluindo as dos celulares. Um CCD, como o mostrado na figura ao lado, recebe a imagem projetada pela lente e a converte em um sinal eletrônico, digital, que é gravado como um arquivo de imagem na máquina. Há outra semelhança entre o modelo construído por você e uma máquina fotográfica: o ajuste do foco. Para observar objetos nítidos a diferentes distâncias, você precisou aproximar ou afastar a lente da tela de papel vegetal, movimentando o tubo de PVC. O mesmo ocorre em uma
máquina em que um mecanismo acionado por um motor elétrico afasta ou aproxima a lente do sensor CCD, até que a imagem seja formada exatamente sobre ele com grande nitidez. Outra característica de uma imagem real é o fato de ela ser formada de cabeça para baixo, isto é, invertida. Isto é resultado do caminho seguido pelos raios de luz. Os raios de luz vêm do objeto, passam pela lente e se encontram numa determinada região, onde é formada a imagem. Se for colocada uma tela nessa região, então podemos ver esta imagem. O diagrama da figura abaixo pode ajudar você a compreender o que ocorre com os raios de luz (representados em vermelho na figura). Naturalmente, inúmeros raios de luz saem do objeto e passam pela lente para formar a imagem e não apenas dois, como representado na figura a seguir: Se você deseja saber mais, consulte a bibliografia citada nas referências a seguir: Referências bibliográficas FIGUEIREDO, M. T. e CONDEIXA, M. C. G. Ciências: atitude e conhecimento, 9º ano. Ed. renovada São Paulo: FTD, 2010. MARTINS, C. M., PAULA, H. F., SANTOS, M. B., LIMA, M. E., SILVA, N. S., AGUIAR Jr., O., CASTRO, R. S., BRAGA, S. A. Construindo consciências: ciências, 8º ano 2ª ed. São Paulo: Scipione, 2011. MÁXIMO, A. e ALVARENGA, B. Curso de física, volume 2. 5ª ed. São Paulo: Scipione, 2000. VILLAS BOAS, N., DOCA, R. H. e BISCUOLA, G. J. Tópicos de física, 2: termologia, ondulatória e óptica. 16ª ed. reformada e ampliada São Paulo: Saraiva, 2001.
Instrumentos óticos: Fundamentos teóricos. Disponível em: http://educar.sc.usp.br/otica/instrume.htm - Acesso em 25 de junho de 2013. Como funcionam as câmeras fotográficas. Disponível em: http://viagem.hsw.uol.com.br/cameras-fotograficas.htm - Acesso em 25 de junho de 2013. http://commons.wikimedia.org/wiki/file:ccd_in_camera.jpg - Acesso em 25 de junho de 2013.