UNIVERSIDADE FEDERAL DE GOIÁS - REGIONAL JATAÍ Programa Institucional de Bolsa de Iniciação à Docência - PIBID - Física
MANUAL DA CÂMERA FOTOGRÁFICA
COM LATA DE SARDINHA
COORDENADOR: Prof. Dr. Henrique Almeida Fernandes
SUPERVISOR: Alexandre Rodrigues de Melo
BOLSISTAS:
• Alinne Borges Bernardi • Ana Carolina Lima Fraga • Artur Fernandes Almeida • Jéssica Ferreira Prado • João Pedro Barcelos Ribeiro • Mariana Pereira da Costa • Maycon Douglas Martins Silva • Vinícius Goulart de Freitas
1 Introdução
As pessoas em seu cotidiano têm cada vez mais contato com as novas tecnologias, tornando-as essencial para suas vidas. Porém a curiosidade de buscar saber suas origens, história e funciona-mento é algo na maioria das vezes deixada como segundo plano. Imagine viver sem poder tirar uma sel e ou registrar momentos importantes com fotogra as?
O surgimento das primeiras ideias relacionadas à fotogra a aconteceram por volta de 350 a.C., quando Aristóteles desenvolveu o método da Câmara Escura que foi considerada a primeira Máquina Fotográ ca da história. Essa descoberta foi motivada pela necessidade de estudos e observações dos eclipses solares sem que isto prejudicasse a visão.
Após as primeiras ideias sobre a obtenção de imagem com aparelhos, alguns cientistas desen-volveram métodos para que fossem aperfeiçoadas as futuras fotogra as. Contudo não se pode a rmar que houve apenas um criador já que vários pesquisadores, tais como Joseph Nicéphore Niépce, Louis Jacques Mandé Daguerre, William Fox Talbot, Hércules Florence, Boris Kossoy e George Eastman, contribuiram fortemente para tais aperfeiçoamentos.
A Figura 1 mostra a mais antiga fotogra a preservada, capturada em 1826.
Figura 1: Fotogra a mais antiga
2 Objetivos
O objetivo deste manual e apresentar a confecção de uma máquina fotográ ca caseira usando latas de sardinha. Além disso, a proposta é mostrar que os conceitos da física são muito mais fáceis na prática, com algo que interessa as pessoas.
3 Cronologia da fotogra a
A seguir, mostramos em ordem cronológica os principais cientistas e empresas que tiveram grande in uência na construção das máquinas fotográ cas
• 1826: José Nicephore Niepce: Niepece registrou a primeira fotogra a. Ele usava uma câmara obscura, parecida com a pinhole, e um tipo especial de papel com cloreto de prata.
• 1839: Louis Jacques Mande Daguerre: Nascimento o cial da fotogra a através do Daguerrótipo uma espécie de máquina fotográ ca bem primitiva Os daguerreótipos xavam a imagem capturada em uma placa rígida e espelhada e esse processo levava cerca de uma hora.
• 1839: William Henry Fox Talbot: No mesmo ano de Daguerre, criou o processo negativo-positivo.
• 1871: Richard Leach Madox: Criou o processo de chapas secas contribuindo para que o design das câmaras fosse aprimorado cando menores, mais leves e mais próximas das pessoas.
• 1880: Mc Kellen: Patenteou a primeira máquina fotográ ca Re ex na qual um espelho deslocava automaticamente durante a exposição ligado a um obturador de cortina.
• 1884: George Eastman: Criou o lme exível e lançou o lme em rolo com 24 poses. • 1886: George Eastman: Criou a Kodak. A Eastman Dry Plate Company passa a se
chamar Kodak.
• 1906: Kodak: Criou o lme pancromático (Colorido ? Sensível a todas as cores).
• 1907: Irmãos Lumière: os irmãos Lumière inventaram os autocromos coloridos. Os cromos não eram como as fotogra as reveladas no papel - para vê-los, era preciso usar uma fonte de iluminação traseira.
• 1947: Edwin H. Land Criou a câmara Polaroid preto e branco, fotogra a instantânea. • 1963: Edwin H. Land Surge a Polaroid a cores, a ?Instamatic?.
• 1972: Bell Systems in América: Construção do primeiro projeto de câmara fotográ ca digital viável.
• 1981: Sony Mavica: Lançamento da MAVICA (Magnetic Vídeo Câmera).
• 1991: Kodak: Lançamento da primeira câmara fotográ ca digital para uso pro ssional em fotojornalismo, DCS-100 de 1,5 megapixels (MP).
• 2005: Hasselblad: Anuncia a câmara com maior quantidade de pixeis fabricada até então, o modelo H3D-39 com 39 MP.
• 2008: Hasselblad: Anuncia a câmara com maior quantidade de pixeis fabricada até então, o modelo H3D-50 com 50 MP. A concorrente Phase One anunciou um back digital de 60 MP.
• 2009: Panasonic: Anuncia um novo sistema chamado de Micro Four Thirds. Logo depois a Olympus anuncia também seu sistema Micro Four Thirds.
• 2012: Nikon: Lança com a Coolpix S800c, uma point-and-shoot que tem Wi-Fi e GPS embutidos para permitir navegar pela Internet, fazer downloads e compartilhar fotos nas redes sociais.
• 2014: Canon: Apresenta a câmera N100 voltada para as sel es e para o compartilha-mento das fotos nas redes sociais. Possui botão de publicação direta, NFC, tela que gira e ainda uma segunda câmera para colocar o fotógrafo na imagem que está sendo clicada. • 2015: Nikon: Anuncia a câmera D810A, nova DSLR da marca voltada para a fotogra a
de astros e estrelas, além de outras aplicações cientí cas. Com recursos exclusivos para capturar o cosmo, ela permite aos usuários obter imagens nítidas e vibrantes do Universo com alta resolução devido ao sensor CMOS de 36,3 megapixels.
4 A Física por trás das lentes
Apesar de muito simples, essas câmaras funcionam perfeitamente bem pois obedecem a todas as leis da física na formação das imagens.
Uma câmara escura de orifício consiste em um equipamento formado por uma caixa de paredes totalmente opacas, sendo que no meio de uma das faces existe um pequeno orifício (veja a Figura 2).
Figura 2: Câmara escura
Como mostra a Figura 3, o orifício de frente para um objeto (no caso uma árvore), nota-se que uma imagem re etida da árvore aparece na face oposta da caixa mas de forma invertida.
O feixe de luz que é re etido pela parte inferior do objeto (em nosso exemplo, a raiz da árvore), se projeta na parte de cima da imagem que aparece no interior da câmara; Já o feixe de luz que é re etido pela parte superior do objeto se projeta na parte de baixo da imagem, formando assim uma imagem invertida.
Graças ao princípio de propagação da luz, que diz que a luz se propaga de forma retilínea, a imagem formada é nítida.
Isso acontece porque todo objeto iluminado re ete luz em todas as direções, só que o pequeno orifício só permite a passagem de alguns desses feixes. Como o feixe se propaga em linha reta, aquele que sai da parte de cima do objeto se projeta na parte de baixo do fundo da câmara e
Figura 3: Esquema do funcionamento da máquina fotográ ca do tipo câmara escura
aquele que sai da parte de baixo do objeto se projeta na parte de cima do fundo da câmara. O mesmo acontece com os raios laterais. Aqueles que saem do lado direito do objeto se projetam no lado esquerdo e os que saem do lado esquerdo, se projetam do lado direito.
Para que possamos fazer uma fotogra a com uma câmera dessas é preciso colar um papel fotográ co no fundo da câmara, onde a imagem se forma. Esse procedimento deve ser feito num ambiente escuro, já que o papel é sensível à luz.
O papel fotográ co que forma imagens em preto e branco é formado basicamente de duas camadas: uma camada de gelatina transparente contendo grãos de sais de prata sobre uma camada de papel.
Os grãos de sais de prata são sensíveis à luz. Isso quer dizer que, quando a luz atravessa o orifício na lateral da câmera, o local que recebe luz será sensibilizado e os sais de prata sofrerão uma transformação estrutural em suas moléculas. Já os locais que não receberem luz permanecerão com a prata inalterada.
No caso de máquinas fotográ cas modernas, a luz que vem do objeto que queremos fotografar se propaga pelo ar até chegar em sua(s) lente(s). Quando a luz incide na lente, passando do ar para a lente, ela sofre um desvio na sua direção de propagação, conhecido como refração. Quando a luz atravessa a lente e retorna para o ar, sofre uma outra refração, ou seja, um novo desvio na sua direção.
Esses dois desvios sucessivos acabam fazendo com que a luz se concentre, aumentando a lumi-nosidade da imagem que se forma sobre o lme. Algumas máquinas fotográ cas trazem próximo de sua lente uma caracterização, por exemplo, f = 45 mm. Isso signi ca que, se pudéssemos retirar essa lente da máquina e apontá-la para o Sol ela provocaria a máxima concentração de luz a 45 mm após atravessá-la. Essa distância é chamada de distância focal da lente. Esse tipo de lente, denominada lente convergente, é também encontrada nas lupas, nos projetores de lmes ou slides ou nos óculos das pessoas que não enxergam bem de perto. Não são todas as lentes que concentram a luz; as utilizadas nos óculos de pessoas que não enxergam bem de longe, ao invés de concentrar, espalham a luz; por isso são denominadas divergentes.
Alguns instrumentos ópticos ou máquinas possuem mais de uma lente. No microscópio com-posto, por exemplo, utilizam-se duas lentes convergentes, que produzem imagens bem maiores que as da lupa. A luneta também possui duas lentes convergentes ou uma convergente e outra divergente, para aproximar objetos de grande dimensão porém muito distantes.
Portanto, podemos dizer que a função da face da câmara que contém o orifício é a de controlar a entrada de luz que atinge a face oposta, na qual se formará a imagem. Cada ponto da face do objeto voltado para o orifício re ete luz em todas as direções, mas somente os raios emitidos na direção do orifício conseguirão atravessá-lo e atingir o papel vegetal, formando uma imagem completa do objeto.
O tamanho da imagem formada na parede (anteparo) tem estreita relação com a distância entre a parede com o orifício e a parede em que se forma a imagem. Além disso, o tamanho do objeto e a distância entre ele e a câmara in uenciam no tamanho da imagem formada.
Além da câmara escura apresentada acima, podemos construir uma máquina fotográ ca a partir de outros materiais de baixo custo e que funcionam muito bem. Por exemplo, podemos construir uma câmera fotográ ca utilizando latas de leite em pó, qualquer lata de alumínio , dentre outras . Todavia, neste manual, focaremos na montagem de uma câmera fotográ ca a partir de uma lata de sardinhas, conforme apresentado na próxima seção.
5 Câmera de lata de sardinhas
Nesta seção, apresentamos os materiais e métodos utilizados na confecção da câmera fotográ ca de lata de sardinhas. Como mostrado abaixo, essa câmera pode ser construida de forma simples e com materiais de baixo custo.
5.1 Materiais necessários
Para a montagem da câmera, precisaremos dos seguintes materiais: • 01 lme fotográ co novo
• 01 lata de sardinha abre fácil
• 01 pedaço de papelão 25cm × 25cm • 01 ta isolante inteira
• 01 EVA preto
• 01 super cola ou cola de artesanato • 02 lápis
• 02 elásticos de borracha • 01 papel Cartão
• 01 lme fotográ co usado (se tiver) • 01 lata de refrigerante usada
• 01 tesoura • 01 estilete • 01 lixa • 01 régua
5.2 Passos para a construção da câmera
A seguir, apresentamos os passos que devem ser seguidos para a construção da câmera fotográ ca. 1. Cortar dois pedaços de papelão com tamanho 5,5cm × 2,0cm.
2. Colar esses dois pedaços de papelão dentro da lata de sardinha utilizando a cola de modo que os dois pedaços quem a 3 cm da borda da lata de sardinha.
3. Fazer dois furos nas laterais maiores utilizando broca de furadeira 7mm. O local do furo deve coincidir com centro de onde cará o lme fotográ co.
4. Furar com uma broca de 0,5mm no centro exato da lata de sardinha.
5. Revestir com ta isolante o interior da lata de sardinha.
6. Cortar o papelão 6cm × 10cm, e arredondar os cantos perfeitamente, para que se encaixe na lata de sardinha.
7. Cortar o EVA com tamanho 7cm × 11cm, e colar esse pedaço de EVA no papelão. Essa será a tampa da lata de sardinha.
8. Cortar um pedaço da lata de alumínio de 1cm × 1cm e fazer um furo utilizando a agulha. Depois lixar o local do furo. Fixar com a ta isolante o pedacinho do alumínio no furo do centro da lata de sardinha.
9. Cortar um pedaço de papel cartão de 6cm × 3,5cm e fazer uma abertura nesse pedaço de 1cm × 1cm. Cortar uma tira de papel cartão 2cm × 8cm para tampar o furo do centro.
10. Fixar com ta isolante o pedaço de papel maior, que está com a abertura, no furo do centro da lata, deixando um lado aberto para en ar o outro pedaço de papel.
12. Colar a outra ponta da tira de papel em um lápis, e colocar esse lápis em um dos furos laterais.
13. Colar a tampa de papelão na lata de sardinha e amarrar com o elástico de borracha.
14. Para tirar as fotos basta puxar o pedaço de papel cartão, que está na parte da frente da câmera (veja a gura do item 10).
15. O tempo que o lme deve car em exposição deve obedecer a tabela abaixo. Situação Tempo de exposição
Sol intenso 1 segundo
Sol 1 a 2 segundos
Sombra/nublado 3 a 5 segundos
Ambiente interno 15 segundos a 3 minutos Ambiente escuro 10 a 40 minutos
Referências
[1] 175 anos de fotogra a: conheça a história dessa forma. Disponível em: <http://www.tecmundo.com.br/fotogra a-e-design/60982-175-anos-fotogra a-conheca-historia-dessa-forma-arte.htm>. Acesso em: 01 out. 2015.
[2] CÂMERA fotográ ca. Disponível em: <http://www.so sica.com.br/conteudos/Otica/Instrumentosoticos/camera.php>. Acesso em: 02 out. 2015.
[3] MÁQUINA do tempo: Cronologia das câmeras fotográ cas. Disponível em: <http://www.resumofotogra co.com/2012/03/maquina-do-tempo-cronologia.html>. Acesso em: 02 out. 2015.
[4] TUTORIAL Pinhole Sardinha. Disponível em: <www.marcoscampos.com.br/sardinha/tutorial.pdf>. Acesso em: 05 out. 2015.
