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¿Qué es la difracción óptica y su relación con la fotografía?

Este artículo es la parte 3 de 4 en la serie de artículos titulado:
Difracción

Difracion-menorEn el pasado artículo titulado “¿Qué es el Círculo de confusión? – ¡no te quedes confundido!” te expliqué que es el círculo de confusión y como conociendo el tamaño de éste te ayuda a entender la capacidad de enfoque y nitidez que tiene tu cámara.

El circulo de confusión determina la profundidad de campo (nitidez) y su valor es en función de tres elementos: la resolución deseada de la foto impresa, la distancia a que es observada la imagen y por último el factor de magnificación dado por la proporción entre el tamaño de la imagen impresa y el tamaño del sensor de la cámara. ( Ver artículo anterior)

También la nitidez del enfoque es altamente influenciada por la difracción que ocurre cuando la luz cruza a través del lente de la cámara. La difracción es un efecto óptico que puede limitar la resolución de tus fotografías independientemente de la cantidad de mega pixeles que pueda tener una cámara.

Nosotros los fotógrafos en busca de mejor definición y nitidez recurrimos al uso de aperturas pequeñas para alcanzar grandes profundidades de campo sin embargo hay aperturas donde el desenfoque que produce el efecto de difracción elimina cualquier nitidez que pudiéramos ganar debido a un mejor campo de profundidad. Cuando este efecto ocurre se dice que hemos alcanzado el límite de difracción de nuestro lente.

Conocer el límite de difracción puede ayudarnos a encontrar el balance entre el campo de profundidad, el tiempo de exposición y la cantidad de nitidez de nuestras fotos.

¿Qué pasa con la luz, por qué ocurre la difracción?

En condiciones normales la luz viaja en línea recta a través del espacio. Sin embargo la luz comienza a dispersarse cuando atraviesa un orificio. Para poderte explicarte mejor este efecto de difracción haré una analogía con el comportamiento del agua que es un elemento con el que estamos acostumbrados a trabajar. Cuando el agua viaja a través de un orificio grande su trayectoria no sufre grandes cambios. Supongamos que usas una manguera de jardín con un orificio en su extremo igual a su grosor, el agua saldrá de la manguera como un chorro estrecho y manteniendo una trayectoria casi recta, sin embargo si reduces el orificio a uno mucho más pequeño entonces el agua saldrá de la manguera formando un abanico en forma de cono. Es decir que si reduces el orificio por donde atraviesa la luz entonces ésta no viajara en forma recta sino que formará una especie de cono al igual que ocurre con el agua.

Difracion-mayor Difracion-menor

Cuando reduces el tamaño de la apertura del lente creas este mismo efecto, estás obligando a la luz a pasar a través de un muy pequeño orificio, y entonces ocurrirá la difracción de la luz. En condiciones normales este efecto es imperceptible pero aumenta considerablemente con aperturas bien pequeñas.

Para un lente con apertura circular, una representación en tres (3) dimensiones del patrón que se forma por la luz al dispersarse se conoce como el disco de Airy. El ancho del disco Airy se utiliza para definir la resolución teórica máxima que puede producir un sistema óptico (definido por el círculo central).

DISCO-aIRY DISCO-AIRY_3D

 

LECCION NUMERO 2: Cuando el tamaño del círculo central del disco de Airy es mayor que el tamaño del pixel del sensor de la cámara (o mayor que el círculo de confusión aceptable) este comienza a tener un impacto visual en la imagen.

Difracción y la Fotografía

 

En conclusión, la difracción juega un papel fundamental en la fotografía pues establece un límite de resolución que es independiente de la cantidad de mega pixeles y del tamaño del sensor. Este depende del tamaño de la apertura del lente y del largo de onda de la luz a fotografiar. Podemos decir que es “pixel” teórico más pequeño del detalle de una foto que podemos obtener.

 

En el próximo artículo combinaremos los la profundidad de campo, el círculo de confusión y la difracción. También veremos cómo podemos aplicar estos conocimientos para establecer el límite de difracción de nuestros lentes y a qué apertura (f/n) debemos capturar la foto para obtener una imagen nítida dentro de los límites de difracción y circulo de confusión aceptable. También veremos algo de la matemática que te ayudará a establecer estos límites en base a los datos de tu equipo.

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About the author

Salvador Alicea

Salvador Alicea es fotógrafo desde 1985 cuando se inició en la fotografía análoga. Comenzó sus estudios en el campo de la fotografía e ingeniería en la Universidad de Puerto Rico. En la actualidad Salvador es fundador de AFD y ofrece talleres y seminarios sobre fotografía a nivel nacional.

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