Imagem das nuvens e do céu embaixo do telhado: como é possível?

4 de setembro, 2025 às 14:30 | Postado em Óptica, Óptica geométrica

Como são possíveis essas imagens das nuvens que são projetadas por um buraco na telha? Elas tem o mesmo formato e cores das nuvens, dá pra observar até o azul do céu.

Por que quando essa mesma imagem é projetada no chão, um pouco mais longe, vemos apenas sombras da nuvens e elas na cor cinza?

O mais simples instrumento óptico capaz de conjugar imagens é a câmara escura com orifício. Este instrumento é conhecido desde tempos remotos pelos chineses e foi utilizado com objetivos científicos (por exemplo, observação de eclipses) pelo grande cientista islâmico Ḥasan Ibn al-Haytham (ou, com o nome latinizado, Alhazen) no século XI EC.

A Fig. 1 indica que um pequeno orifício em uma câmara escura (com pouca ou nenhuma luz além daquela que entra pelo orifício) conjuga uma imagem invertida, de um objeto externo à câmara, na parede oposta ao orifício.

A condição para que um orifício seja capaz de conjugar uma imagem é que ele seja “pequeno”.  “Pequeno” neste contexto significa que a dimensão característica ou tamanho do orifício (que pode ter qualquer forma e não apenas forma circular) seja muito menor do que a distância que o separa da parede na qual ocorre a imagem. O tamanho da imagem na parede é tanto maior quanto mais distante a parede está do orifício e a intensidade luminosa sobre a parede diminui conforme esta distância aumenta. Vide mais sobre a câmara escura com orifício na seção II do artigo  O que vemos … .

Cada fresta no telhado da Fig.2 é um “pequeno” orifício que deixa entrar luz solar proveniente do céu e das nuvens. Então cada fresta no telhado conjuga sobre a parede interna uma imagem do céu e das nuvens. No caso da Fig.2 há notoriamente duas imagens contíguas e semelhantes, do mesmo céu e nuvens na parede, parcialmente superpostas. Cada imagem é produzida por uma fresta no telhado.

Por que quando essa mesma imagem é projetada no chão, um pouco mais longe, vemos apenas sombras da nuvens e elas na cor cinza?

Conforme aumenta a distância entre o orifício e a superfície sobre a qual a luz  incide, diminui a intensidade da luz que passa apenas pelo orifício e a imagem aumenta de tamanho, ou seja, a imagem vai ficando esmaecida, desbotada. Por outro lado, toda essa região abaixo do telhado, em consequência da entrada de luz por muitos espaços entre as telhas, está iluminada difusamente, prejudicando a percepção das imagens que acabam se confundindo com a intensidade luminosa média nesse ambiente. Caso a luz penetrasse nesse ambiente apenas por uma fresta, então devido à pouca iluminação, seria possível perceber imagens maiores e mais distantes do orifício.

“Docendo discimus.” (Sêneca)