Para funcionar, a câmera precisa de duas coisas: superfície sensível à luz para capturar a imagem e lente que dobre a luz da cena projetando-a nessa superfície. As primeiras câmeras (camera obscura) não usavam lentes, apenas um orifício, mas os resultados eram ruins. Para boas fotos, lentes são essenciais, sendo a lente convexa a mais importante.
Lente é objeto transparente (vidro, plástico) que dobra a luz por refração. Por ser onda, a luz muda velocidade e direção ao passar de um meio para outro (ar para vidro/plástico). A luz dobra duas vezes: ao entrar e ao sair.
Em câmeras, lentes têm forma de disco; cada lado pode ser curvo ou plano. Dois tipos principais curvos: Convexa (curva para fora, mais grossa no centro) e Côncava (curva para dentro, mais fina no centro). A mais comum em câmeras é a biconvexa (dupla convexa), com ambos os lados curvados para fora.
Característica útil: raios de luz convergem ao passar por ela. Luz na metade superior desvia para baixo; na inferior, para cima. É uma lente convergente (coletora ou positiva). Lente côncava/biconcava é divergente. Lentes côncavas fazem objetos parecerem menores.
Luz através de lente convergente deve encontrar-se a distância precisa da lente em uma tela para formar imagem. Em câmeras, a tela é filme, material sensível ou sensor digital. O princípio é o mesmo: luz do topo de uma vela acesa desvia para baixo ao entrar, desvia mais ao sair. Resultado na tela: imagem invertida semelhante ao objeto, possível apenas com lentes convergentes como a biconvexa.
Lentes biconvexas convergem luz e formam imagem invertida, mas nitidez depende da distância lente-sensor. Se sensor muito perto, imagem não tem espaço para formar. Se muito longe, luz se dispersa antes de chegar. Distância do objeto à lente também importa: se muda, distância lente-sensor deve mudar para manter foco.
Em teoria, uma biconvexa bastaria. Na realidade, câmeras modernas usam lentes compostas para atender demandas atuais. O que chamamos de "lente" hoje é um conjunto de lentes côncavas e convexas calibradas mecanicamente para atuar em conjunto. A combinação permite zooms com teleobjetiva estreita e grande-angular amplo.
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