Analizando imagenes astronomicas 2

Despues de haber analizado a Andromeda, hoy nos toca un objeto mas raro: La estacion trenes de Constitucion, en Buenos Aires, Argentina.

Magnifico salon principal de la Estacion Constitucion.

Que puede tener de astronomico una estacion de tren?? En este caso, mucho.

ya dentro de la estacion,  al lado de los trenes.

En la estacion entre trenes y gente caminando, los techos altos con algunas roturas proyectan la luz del Sol en el piso.

Fijate en esta imagen de la iluminacion del Sol a traves de un vidrio roto del techo:

La luz del Sol pasando a traves de unos vidrios rotos del techo.

Los vidrios rotos del techo, y en particular ampliado el que deja entrar la luz que se proyecta en la imagen anterior.

Nada demasiado interesante no? Tal vez si.....

Fijate un detalle: La luz en el piso tiene bordes redondeados, en cambio la ventana del techo tiene aristas y vertices bien marcados.... Por que la diferencia?

Si la luz viaja en linea recta - y lo hace realmente- porque la imagen del piso no es igual a la imagen de la ventana?

La respuesta:

Antes de pensar en algun fenomeno optico raro, mejor pensemos en la fuente emisora de luz: el Sol.

El Sol no es puntual, sino que tiene un diametro aparente determinado, de 30 minutos de arco.

Entonces lo que sucede es lo siguiente:

Aqui podes ver el motivo. La linea azul, dentro de la iluminacion en el piso, es la forma que tendria si el Sol fuese puntual. Como tiene un diametro, ese diametro se proyecta en los bordes de la ventana, haciendo que la iluminacion tenga forma redondeada.

Quiere decir que si el Sol fuera triangular, los bordes de la imagen del piso adoptaria esa forma? SI.

Si ves abajo la imagen en detalle desde arriba, se puede observar como se redondean los bordes de la ventana con la imagen del Sol.

En verde la forma exacta de la ventana, que se dibujaria si el Sol fuese puntual. Los discos amarillos representan el Sol. La suma de todas esas imagenes dan la proyeccion que se ve en el suelo.

Que pasa si la ventana se achica?

Parece una pregunta instrascendente, pero no lo es:

Cuando sucede pasa esto:

Cuanto mas chica es la ventana, mas se supernonen las imagenes del Sol, pero el diametro no cambia. Si el agujero es lo suficientemente pequeño, se forma una sola imagen detallada del Sol.

Si el agujero es pequeño -lo suficiente para que sea brillante- se ve una sola imagen detallada del Sol!!!! Acabamos de descubrir la camara oscura!!.

La camara oscura

Una camara oscura. Se conocen desde hace nucho y es el origen de las camaras fotograficas.

La imagen proyectada del Sol no cambia de tamaño al achicarse la ventana (de ahora en mas diremos agujero). Depende unicamente de la distancia de proyeccion, no de la forma ni del tamaño del agujero.

Aproximadamente la relacion de tamaño del Sol es:

   distancia         diametro Solar 
de proyeccion
  1  metro              9 mm.
  2 metros             18 mm.
  5 metros             45 mm.
 10 metros             90 mm.
 20 metros            180 mm.

Aca tenes la razon por la cual busque la ventana de una estacion de tren y no la de una casa.

Cuando usas la de tu casa, la distancia de proyeccion es de 1 o dos metros, por lo que el diametro del Sol es de solo uno o dos centimetros, apenas notable.

En cambio en la estacion de tren, la distancia es de mas de diez metros, por lo que la imagen adopta un diametro de mas de 10 centimetros, y es facilmente visible el "redondeado".

Una imagen del Sol, producida por un agujero del techo de la estacion. Dado el diametro del Sol, la distancia del agujero es de unos 15 metros.

Para demostrar que la forma proyectada es independiente de la forma del agujero, podes ver la forma de la luz proyectada por un arbol.

Seria una casualidad que todas las hojas dejaran una forma circular entre ellas, asi que es debida a la forma de la fuente de luz.

La luz solar pasando por entre las hojas de un arbol, todas producen una forma circular.

Y como verificacion final, fijate como se ve la luz pasando por entre las hojas, durante un eclipse solar:

Fijate la diferencia con la imagen anterior, aqui la luz pasando a traves de las hojas cuando hay un eclipse. Abajo a la derecha un detalle de la luz que tiene la forma del eclipse.

Asi que podriamos decir que las estaciones de tren son como observatorios solares!!!.

Te aseguro que de ahora en mas no vas a poder ver estas imagenes proyectadas en el suelo, sin que recuerdes que es el Sol.

La proxima vez que haya un eclipse, y no tenes telescopio, ya sabes donde ir a observar.....