ya probe con el header y ejecute directamente 
http:// ... /muestra_foto.php y no muestra la foto te pone un cuadrito como en una página no encontró la ruta de una foto fija  .. si me doy a entender???  
un cuadrito blanco con una tache roja en el centro, este cuadrito me lo pone tanto ejecutando directamente muestra_foto.php como abriendo la página en donde está el tag img src ... 
tu me dices que pruebe ejecutando directamente muestra_foto.php con el header (), se supone que me tiene que mostrar la foto? .. yo ya lo probe .. y no me mostro nada .. 
gracias!!