Observatorio solar en la estacion

Después de haber analizado a Andrómeda, hoy nos toca un objeto mas raro: La estación trenes de Constitución, en Buenos Aires, Argentina.

Magnifico salón principal de la Estación Constitución.

Que puede tener de astronómico una estación de tren?? En este caso, mucho.

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

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

Fíjate en esta imagen de la iluminacion del Sol a través de un vidrio roto del techo:

La luz del Sol pasando a través 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.....

Fíjate un detalle: La luz en el piso tiene bordes redondeados, en cambio la ventana del techo tiene aristas y vértices 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 algún fenómeno óptico raro, mejor pensemos en la fuente emisora de luz: el Sol.

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

Entonces lo que sucede es lo siguiente:

Aquí podes ver el motivo. La linea azul, dentro de la iluminacion en el piso, es la forma que tendría si el Sol fuese puntual. Como tiene un diámetro, 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 adoptaría 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 proyección 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 superponen las imagenes del Sol, pero el diámetro 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 cámara oscura!!.

La cámara oscura

Una cámara oscura. Se conocen desde hace mucho y es el origen de las cámaras fotográficas.

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

Aproximadamente la relación de tamaño del Sol es:

   distancia         diámetro Solar 
de proyección

  1  metro              9 mm.
  2 metros             18 mm.
  5 metros             45 mm.
 10 metros             90 mm.
 20 metros            180 mm.

Aquí tienes la razón por la cual busque la ventana de una estación de tren y no la de una casa.

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

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

Una imagen del Sol, producida por un agujero del techo de la estación. Dado el diámetro 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 árbol.

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

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

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

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

Así que podríamos 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 próxima vez que haya un eclipse, y no tenes telescopio, ya sabes donde ir a observar.....