Raios que se perden no camiño

2009/09/01 Roa Zubia, Guillermo - Elhuyar Zientzia Iturria: Elhuyar aldizkaria

• Irudiak/Soinuak
• Fisika

Din que no cadro das Meninas vese aire, que Velázquez pintou a mesma atmosfera. Velázquez era un mestre, non cabe dúbida de que atrapaba a primeira ollada o xogo da luz e levaba ese xogo con gran habilidade ao cadro.

Con todo, Velázquez non pintou a atmosfera, senón pola distancia á que se atopan os obxectos e as persoas. Os próximos teñen gran precisión e contraste, mentres que os afastados ven con luz que atravesou uns metros de aire, máis difusa e con menor contraste. Máis ou menos así vemos a realidade. Un dos maiores méritos de Velázquez é precisamente a súa conciencia.

A atmosfera parece transparente, pero non o é. É como o vidro, o vidro non é transparente, nin lentes de vidro (preguntar aos astrónomos). Por iso vemos o que está lonxe, porque atravesa unha contorna non totalmente transparente e no camiño a luz perde intensidade.

Tras 196 anos despois de que Velázquez terminase As Meninas, o alemán August Beer explicou esta difuminación da luz e elaborou una fórmula matemática paira calcular a perda de intensidade da luz na atmosfera en cifras.

O aire absorbe e desvía a luz. Algúns compoñentes do aire absorben a luz, outros a desvía e outros, as dúas cousas á vez. Por tanto, a medida que se pasa o aire, a luz perde intensidade, en maior ou menor grao, en función da proporción de compoñentes do aire.

Beer partiu dos traballos doutros científicos anteriores, sobre todo o francés Pierre Bouguer. Outro científico, o alemán Johann Heinrich Lambert, mencionou nun libro a obra de Bouguer, polo que hoxe chamamos lei de Lambert-Beer á fórmula de Beer.

Distancia a dúas

A fórmula afirma que a luz perde a intensidade de forma cuadrática, é dicir, pérdese en función do cadrado da distancia que atravesa. A perda é moi rápida: si un metro no aire perde una intensidade determinada, ao cabo de dous metros a perda é catro veces maior (porque o cadrado do número dous é catro) e nove veces maior (tres ao dous) a tres metros.

Así, parece mentira que os raios do Sol cheguen á superficie terrestre, pero chegan. No camiño do Sol á atmosfera da Terra a luz non ten obstáculos e chega con moita intensidade. Hai que engadir que a parte superior da atmosfera non é tan compacta como a inferior. Absorbe e desvía moita menos luz.

O ollo humano non coñece a perda cuadrática de intensidade lumínica. Non utiliza fórmulas. Detecta a perda e ve máis difuso o que está lonxe que o próximo. A man de Velázquez tampouco coñecía a fórmula e, con todo, era capaz de reflectir este efecto nas pinturas.

Pero non todos os ilustradores de hoxe teñen a habilidade de Velázquez. Por exemplo, paira simular o efecto cun computador é necesaria a lei de Lambert-Beer. De feito, o software de realización de imaxes tridimensionales utiliza fórmulas similares ás de Lambert-Beer paira simular a realidade. A cor de cada punto da imaxe calcúlase mediante a técnica denominada raytracing (termo inglés que significa continuidade da traxectoria dos raios).

O computador calcula as traxectorias concretas dos raios de luz, desde as fontes da luz até o choque con outros obxectos que aparecen na imaxe, e calcula a perda de intensidade dos mesmos no camiño mediante unha fórmula cuadrática.

A simulación da realidade implica necesariamente o cálculo da perda cuadrática de intensidade. Afortunadamente, a beleza non é sinónimo de realismo; non todas as imaxes que nos parecen bonitas son una simulación fiel da realidade (aínda que parezan reais). Moitas veces, intencionadamente, utilízanse fórmulas non cuadráticas paira calcular a perda de intensidade da luz: lineal, de cuadrática, etc. (incluíndo segundo unha fórmula inventada polo propio grafista).

Agora podemos preguntarnos sobre a obra de Velázquez. Que perda de intensidade utilizou paira obter un resultado tan espectacular no cadro das Meninas?