Optica de uma Câmara Estenopeica (Pinhole)

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Descrição

Esta experiência permite obter imagens de um objecto projectado num alvo através dum pin-hole [Pin-hole: pequeno orifício que permite substituir a objectiva duma câmara fotográfica]. O objecto é formado por um conjunto de quatro triângulos formados por leds multi-cores. Podem ser seleccionadas várias dimensões de pin-holes e a distância do objecto à câmara.


Ligações

  • Video: rtsp://elabmc.ist.utl.pt/pinhole.sdp
  • Laboratório: Intermédio em e-lab.ist.eu[1]
  • Sala de controlo: pinhole
  • Nivel: ***


Aparato Experimental

A câmara é formada por uma entrada de luz através do pin-hole que permite criar a imagem do objecto num alvo a 150mm de distância. Este alvo é constituído por um material plástico translúcido que permite a uma câmara digital captar a imagem gerada nele. A abertura do pin-hole pode ser previamente seleccionada (200 um, 350 um, 1mm, 1,5mm e2 mm). O objecto pode ser movimentado em relação à câmara, num intervalo que pode ir dos 100mm aos 315mm. Este objecto é formado por 16 leds de várias cores (Azul, Verde e Vermelho), dispostos de forma a constituírem os vértices de quatro triângulos equiláteros. O alvo tem impresso uma escala milimétrica que permite estabelecer a relação entre o número de pixeis da imagem e o comprimento real. Desta forma pode ser efectuada uma conversão simples com um programa gráfico (p. ex. gimp) que permite contar o número de pixeis de determinado objecto na imagem.

Protocolo

Protocolo experimental I

Seleccione o pin-hole desejado para efectuar a experiência e a distância pretendida do objecto à câmara. Obtenha uma imagem do alvo, fazendo a captura do vídeo da experiência. Note que a imagem guardada tem uma resolução muito superior à apresentada na janela da interface gráfica para poder posteriormente processá-la. Após gravar a imagem, abra-a num programa gráfico que permita imprimir ou determinar o tamanho das imagens obtidas no alvo. Sabendo a dimensão dos leds na fonte (3mm) determine a razão entre a imagem real e a virtual. Compare com o valor teórico e estime o erro experimental.

Protocolo experimental II

Com base no protocolo experimental I verifique se as imagens virtuais no alvo têm dependências da cor (comprimento de onda da radiação) . Em particular faça esta análise para várias dimensões do pin-hole.

Protocolo experimental III

Procure evidências de difracção nas imagens através duma medida precisa das intensidades dos pixeis da imagem virtual dum led segundo uma determinada direcção (tente averiguar segundo diâmetros para vários ângulos). Execute o procedimento anterior para várias dimensões do pin-hole.

Protocolo experimental IV

Um dos triângulos é tricolor (RGB). Obtenha uma posição da distância do objecto ao alvo que permita sobrepor as imagens desses leds. Analise as cores obtidas (componentes RGB) para as várias zonas de sobreposição e compare com o valor absoluto das zonas com as cores originais da imagem.


Ligações