Latikismikis: El brazo "listo de la ley" (2)

Otras Leyes que tenemos en fotografía -que proceden del mundo de la óptica y de la Fotometría-, y que no son distintas si el material es digital o analógico son:

Ley del cuadrado de la Distancia

O "Ley inversa de los cuadrados", o bien "Ley del cuadrado inverso"... llamada de estas formas porque "la iluminación que proviene de un foco de luz puntual, es inversamente proporcional al cuadrado de la distancia".

Eso nos lleva a descubrir que cada vez que duplicamos la distancia de una fuente de luz a una superficie iluminada, la cantidad de luz que llega es cuatro veces menor (dos Stop de diferencia).

¿Y eso... sirve para algo?. ¡Claro!.
Por ejemplo podemos conseguir diminuir -o aumentar- controladamente la intensidad de luz que le llega a un bodegón que estemos haciendo, cuya fuente (de luz) no admita variar más su potencia, sea ésta flash, luz continua, o el sol que entra por un orificio.

A veces nos quejamos de que nuestros focos son poco potentes o de que nuestro flash quema la foto, y que no disponemos de más posiciones en el diafragma de nuestro objetivo, obturador o ISO.

¡Si sólo con la distancia ya podemos variar la intensidad de la iluminación!. ¡Mueve el foco!

Esta Ley está explicada aquí:

Esto nos pasaría también si subiéramos la ampliadora del cuarto oscuro al triple (multiplicar la de altura por 3) para conseguir una copia mayor.

Si ya teníamos calculada la exposición y queremos que siga siendo correcta, teniendo como referencia el tiempo y la posición del diafragma del objetivo de nuestra ampliadora antes de elevar el cabezal, deberíamos multiplicar la luz que le demos al papel por 9 (tres al cuadrado). Podemos conseguirlo con el tiempo de exposición o con el nº f, o bien con una combinación de ambos.

Para los aficionados a la fotografía estenopeica, también esta ley se puede aplicar: si la foto sale bien con 5 segundos y retiramos el material sensible al doble de distancia del agujerito, ahora deberemos darle, no el doble de tiempo, sino el tiempo al cuadrado (25 segundos).

Esto es así cuando el rayo de luz es relativamente perpendicular a la superficie a la que llega. Para otros casos, tenemos la Ley del Coseno o de Lambert.

Ley de Lambert o del Coseno

Hay objetos llamados "difusores perfectos", cuya luminancia no depende de la dirección desde la que son observados.

Sin embargo eso no es lo más común, y por eso la Ley del Coseno dice que "la iluminación disminuye proporcionalmente a la cuarta potencia del coseno del ángulo que forma el eje de la lente y una recta imaginaria que une el punto nodal posterior al punto de la imagen que se forma", o lo que es lo mismo, la iluminación en una superficie plana, disminuye al alejarnos de la normal con la cuarta potencia del coseno del ángulo formado. Uuuff...

O sea que la luz procedente de una fuente y que llega a una superficie, no es igual de intensa si llega perpendicular a ésta, o de forma oblícua. Lo que la ley de Lambert cuantifica es en qué medida disminuye esa luminosidad: la iluminación de una superficie plana disminuye al alejarnos de la normal (perpendicular centrada con la fuente de luz) con la cuarta potencia del seno del ángulo formado.

Traducido a cristiano, ese comportamiento de la luz nos explica por ejemplo, el por qué se produce un viñeteado en una imagen formada por un objetivo, sobre todo si es angular -la luz no llega a los extremos de la superficie con la misma intensidad debido al ángulo muy abierto que forma el cono de luz-.

Fotografía con angular -y viñeteado- de Javier Vallas

Si se trata de un negativo analógico, podemos compensar este efecto con el cabezal de la ampliadora que usemos para positivar una película, ya que éste está corregido para ello (si la habéis desarmado habréis visto una lente similar a una lupa).

Condensador de ampliadora. 800ISO.blogspot.com

Ese efecto también se aprecia si iluminamos con un foco una superficie plana: la luz decae en los extremos.

Por tanto nos afecta a la hora de iluminar. Colocando la fuente de luz a distintos ángulos respecto a un motivo plano (en una fotografía podría ser un fondo, o un cuadro, etc), si el foco está más oblícuo, la luz que llega disminuye, tanto que, girando a 45º, perderemos hasta un Stop respecto a si la ponemos perpendicular.

Otros estudios dentro del terreno de la óptica y que afectan al fenómeno fotográfico son los que nos definen el comportamiento de la luz al encontrarse con un cuerpo -reflexión, refracción, transmisión...-.

La reflexión y las transmisión de la luz, tienen unos factores que cuantifican la cantidad de la misma que puede ser reflejada, absorbida o transmitida por una superficie, y eso se desentraña en la llamada Ley de Beer-Lambert. Es algo que ocurre dentro del juego de lentes que contienen nuestros objetivos, por lo que es interesante de conocer.

Algo más secundaria pero interesante, es conocer la

Ley de Beer-Lambert
Relaciona la intensidad de luz que penetra en un medio con la que sale, tras absorber éste una parte.

La relación entre ambas magnitudes, tendría como resultado un coeficiente al que podríamos referirnos como:

Factor de Transmisión y Reflexión

El factor de reflexión (r) se define como la cantidad de energía luminosa que refleja, de aquella que ha recibido.

El factor de transmisión (T) se calcula teniendo en cuenta todas las pérdidas posibles por reflexión o transmisión que puede haber en un sistema.

Imagen extraída de es.slideshare.net

Estos factores son minuciosamente estudiados por los fabricantes de nuestros objetivos, y de esa forma procuran evitar que perdamos la mínima energía luminosa posible debido a esos índices.

De esta manera, consiguen reducir las pérdidas por reflexión mediante láminas antireflejantes que recubren la superficie de las lentes, formando distintas capas que corrigen el factor de reflexión que ese vidrio presente. este sistema, que corrige la reflexión de las distintas zonas del espectro en cada recubrimiento, consigue bajar la pérdida del flujo incidente a un 1%.
La absorción de luz también se ve reducido casi a cero gracias a un correcto pulido y limpieza entre las uniones de las piezas.

Aunque es una muy buena cifra, hay que contar con las pérdidas por reflexión: otro 1% por cada centímetro de vidrio recorrido -siempre que las superficies entre piezas estén perfectamente pulidas y limpias-.

En fin, que teniendo en cuenta los factores nombrados y su corrección más o menos eficaz, se puede obtener un factor de transmisión total de un sistema óptico. Éste puede variar mucho en función del número de lentes, grosor, tipo de vidrio y tratamiento antirreflejante.

Pero el factor de reflexión también nos interesa fuera del objetivo, para tareas de iluminación, accesorios de la misma e incluso diseño de nuestro Estudio fotográfico (color y textura de los revestimientos).
El material del que están fabricados los populares accesorios de iluminación que usamos para "rellenar" las sombras, tiene un alto índice de reflexión.
Otros materiales tienen un índice mayor o menor en función de su superficie y de su color: si es más pulido y más claro, refleja más.

Otro fenómeno interesante en relación con la actuación de las lentes es la Refracción, y más concretamente el índice de refracción.

Infoagro.com

La ley de Snell

Da explicación a la desviación que sufren los rayos de luz al atravesar un medio de diferente densidad (más denso) al medio del que provienen.
Esa desviación se produce en dirección a la "normal de la superficie de contacto entre ambos medios".

hyperphysics.phy-astr.gsu.edu

Esta ley relaciona los índices de refracción de los medios, con las direcciones de propagación en términos de los ángulos de la citada normal.

lafisica95.blogspot.com

El Índice de Refracción

Es el número que nos indica el "frenazo" (y desviación a consecuencia de éste) que da la luz cuando pasa a un medio más denso, y se averigua dividiendo la velocidad de la luz en el vacío entre la velocidad que alcanza al atravesar, por ejemplo una lente de vidrio, de las que están dentro de nuestros objetivos.