¿Por qué las partículas están en forma circular u ovalada cuando una cámara está desenfocada?
Una lente forma una imagen simultáneamente usando dos procesos. El primer proceso, más obvio, es mediante la flexión selectiva de los rayos de luz de una manera altamente controlada. Incluso la lente convexa más simple, una lupa, por ejemplo, enfoca una imagen al doblar los rayos de luz que ingresan a la lente en el borde más que los que ingresan al centro.
El proceso de formación de imagen menos obvio es a través de la apertura de la lente. Este método es anterior a las lentes hechas por el hombre por milenios y probablemente fue descubierto por accidente una y otra vez a lo largo de la prehistoria.
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Tome una habitación sin luz interior pero con paredes blancas o de colores claros. Taladre un agujero en el medio de una pared exterior y se verá que la luz que ingresa a la habitación desde el exterior proyectará una imagen de lo que esté fuera de la habitación en la pared opuesta al agujero. Esta es una cámara estenopeica.
El agujero de alfiler puede formar una imagen sin lentes porque, al restringir los rayos de luz que provienen de la escena exterior, el agujero de alfiler permite que la luz entrante varíe según la dirección de donde proviene. Imagine un punto en la escena alto y a la derecha. Los rayos de luz que provienen de ese punto irán en todas las direcciones, pero solo unos pocos se dirigirán directamente hacia el agujero de alfiler, por lo que solo esos pocos entrarán en la habitación y entrarán yendo hacia la pared / pantalla en su esquina inferior izquierda. Tome un punto bajo y a la izquierda en la escena y sucede lo mismo. Solo los rayos que vienen en ángulo para atravesar el agujero alcanzarán la pantalla y golpearán la pantalla en la esquina superior derecha.
Cada punto de la escena se trazará como manchas de luz correspondientes en la pantalla. Y aquí es donde radica la respuesta a la pregunta original. Un pequeño punto de luz enviará una esfera de luz, pero solo un pequeño cono de esos rayos golpeará el agujero y alcanzará la pantalla. La forma del agujero en la pared se reproducirá en la forma del punto de luz, solo un poco más grande debido al cono de rayos de luz que se extiende al cruzar la habitación. Si el agujero en la pared es cuadrado, un punto de luz se convertiría en una mancha cuadrada; Un agujero circular como un círculo.
Lo mismo ocurre cuando el agujero de alfiler se combina con una lente. La parte de la luz que se enfoca nítidamente por la lente se mantiene fiel a la escena a la que apunta la lente, pero la parte desenfocada está experimentando las mismas restricciones angulares que se ven en la cámara estenopeica, por lo que las fuentes puntuales recogen la forma general de la abertura.
En algunas lentes, las hojas que forman la apertura serán limitadas en número, ocho por ejemplo. Tales lentes, en las condiciones adecuadas, generarán fuentes de luz fuera del punto de enfoque como octógonos borrosos, no círculos.
