Камера обскура

Ка́мера-обску́ра(лат.camera obscūra — «тёмная комната») — простейший вид устройства, позволяющего получать оптическое изображение объектов. Представляет собой светонепроницаемый ящик с отверстием в одной из стенок и экраном (матовым стеклом или тонкой белой бумагой) на противоположной стенке.
Лучи света, проходя сквозь отверстие диаметром приблизительно 0,5-5 мм, создают перевёрнутое изображение на экране. На основе камеры-обскуры были сделаны некоторые фотокамеры.

КАМЕРА — ОБСКУРА
С чего начинался наш современный фотоаппарат и когда?
Прадедушкой этого фотоаппарат был скромный темный ящик, названный камерой-обскурой. С латинского языка «camera» - комната, а «obscurа» – тёмная, все вместе - "тёмная комната".
Камера-обскура - это самое простое оптическое устройство, с помощью которого можно получить изображение объекта. Ее делали в виде светонепроницаемого ящика с маленьким отверстием (0,5-5 мм) в одной из стенок и экраном на противоположной стенке (первоначально из тонкой тонкой белой бумаги, а позднее из матового стекла).
Лучи света, проходя сквозь отверстие, создавали перевёрнутое изображение на экране.

Уже в 5 веке до н.э. один из китайских философов записал в своем труде о возникновении изображения на стене затемненной комнаты.

Упоминал о таком интересном наблюдении и Аристотель, живший около 350 г. до н.э. Древнегреческий философ отмечал, что свет, проникающий в темную комнату через небольшое отверстие в ставне, образует на противоположной стене изображение предметов, находящихся на улице перед окном, а ведь именно это свойство темной комнаты и является принципом работы камеры-обскуры.

Итак, уже со о времен античности был известен способ построения изображения при помощи малого отверстия.
В 10 веке арабский ученый Алгазен из Басры пользовался специальными палатками для наблюдений за затмениями солнца. Зная, как вредно смотреть на солнце невооруженным глазом, он делал маленькое отверстие в пологе палатки и рассматривал изображения солнца на противоположной стенке. Именно изучая эти явления, он сделал вывод о прямолинейности распространения света.

А вот первым предложил конструкцию и "фирменное" название "камера-обскура" для нового оптического прибора известный итальянский художник и изобретатель Леонардо да Винчи.
Именно Леонардо да Винчи первым применил эту камеру для зарисовок пейзажей.

Вот как писал Леонардо да Винчи в 1470 году о принципе работы своего изобретения: "Когда изображения освещенных предметов попадают через малое круглое отверстие внутрь очень темной комнаты, то, поместив на некотором расстоянии от отверстия лист белой бумаги, вы обнаружите на ней все предметы в их соответствующих размерах и цветах; они будут уменьшенных размеров и обращенными по причине вышеуказанного пересечения лучей. Изображение предмета, освещенного солнцем, будет казаться как бы нарисованным на бумаге, если взять тонкую бумагу и изображение рассматривать сзади".
Как всегда это бывает, новое устройство захватило умы всех ученых того времени. В разных странах камеры -обскуры испытывались, дополнялись нововведениями, усовершенствовались. Порой это происходило одновременно в разных странах. Теперь трудно с точностью сказать, кто первым предложил поставить линзы и увеличить четкость изображения.

Венецианец Д. Барбаро впервые дал описание камеры-обскуры с плосковыпуклой линзой, позволяющей увеличить действующее отверстие для проникающих в камеру лучей и усилить яркость оптического изображения, получаемого с его помощью.
Итальянский математик и физик Джироламо Кардано (1501–1576) установил в нее линзу, а изображение с помощью зеркала проецировал на матовую стеклянную пластину.
Усовершенствованная и работающая камера-обскура была изготовлена и итальянцем Баттистой дел-ла Порта. А усовершенствованием была линза, вставленная в отверстие. Вот как Баттиста описывал в 1589 году свою камеру-обскуру: «Теперь сообщу Вам то, о чем доселе молчал и думал, что должен молчать. Если поместить у отверстия чечевицеобразное стекло, то все изображение будет отчетливее; увидишь и лица проходящих людей, платья, цвета, движение, все как будто было вблизи. Зрелище так приятно, что видевшие не могли вдоволь насмотреться».










Камеру - обскуру использовали художники эпохи Возрождния для обучения законам перспективы.

В средневековье, знакомые с наукой люди делали в стенах своих домов отверстия, чтобы, не выходя из дома, наблюдать на противоположной стене, как на экране, происходящее на улице.

В 17 веке была создана первая компактная камера-обскура. Ее легко можно было переносить и поворачивать.




Иоганн Цан в 1685 году создал рефлексную камеру-обскуру. У этой камеры зеркало помещалось внутри под углом 45 градусов к линзе и изображение отражалось в верхней части ящика, где находилось матовое стекло, покрытое калькой для обводки получаемого изображения,

Усовершенствования, которые претерпела камера-обскура:


в передней стенке появилось двояковыпуклое стекло (объектив), в заднюю стенку вставлялась рамка с матовым стеклом, для удобства зарисовки внутри ящика стали помещать наклонное зеркало, которое отражало изображение на прозрачную крышку аппарата.

Камеру – обскуру можно было приспособить и для копирования рисунков. Если вместо светонепроницаемой верхней стенки камеры вставить матовое стекло, то можно скопировать рисунок, полученный с помощью камеры.

В 17-18 веках особенно широко стала использоваться камера-обскура среди профессиональных художников.











Многие художники использовали камеру—обскуру для создания пейзажей и портретов. Она не обеспечивала высокой резкости изображения, хотя все-таки резкость изображения могла быть повышена путем уменьшения диаметра отверстия. Камеры обскуры тех времён представляли собой большие ящики с системой зеркал для отклонения света, а вместо простого отверстия использовался объектив, что позволяло увеличить яркость и резкость изображения.
Голландец Ян Вермеер с помощью камеры-обскуры достиг в городских пейзажах почти фотографической объективности.
Так выглядит фрагмент пейзажа Яна Вермеера Детлефского, созданного при помощи камеры—обскуры.

При помощи камеры работал художник Каналетто, изображая Венецию. Именно он считается создателем жанра венецианской ведуты, когда при создании картин с целью повышения точности изображаемого художник использовал камеру-обскуру. Многие появившиеся в те времена картины и гравюры с изображением панорам городов и улиц были до мельчайших деталей абсолютно точны, что было явным признаком работы с применением камеры-обскуры.
В середине 18 века в России была распространена камера-обскура под названием «махина для снимания перспектив», сделанная в виде походной палатки. С ее помощью были почти документально запечатлены виды Петербурга и окрестностей. Известный «ландкартный гравер и в перспективе мастер» М. Махаев к 50-летию Петербурга очень быстро выполнил два десятка «перспектив» столицы, а затем и виды других городов.


Прибор камера обскуры с внутренним источником света.
Прибор предназначен для демонстрации оптического эффекта камера обскуры в комнатных условиях.
Данное наглядное пособие позволяет демонстрировать оптический эффект камеры обскуры в помещении с искусственным освещением. Корпус прибора разделён на две камеры светонепроницаемой перегородкой с отверстием D=1мм. В первой камере зафиксирован светодиодный фонарик на стекло которого сделано изображение. Во второй камере с контрольным окном белый экран на которое проецируется изображение. В качестве конструктивных элементов использован конструктор LEGO.
Основной вопрос который возникает: - Как через маленькое отверстие появляется большое изображение на экране?
Почему изображение перевернуто?
Инструкция:
1. Через круглое отверстие в верхней крышке прибора нажать на кнопку светодиодного фонарика и включить.
2. Посмотреть внимательно на белый экран через прямоугольное, черное контрольное окно.
3. На экране прибора должно быть видно световое пятно от трех светодиодов и буква «В».
4. Яркость светового пятна зависит от состояния батареек в случае неисправности заменить на новые батарейки типа АА два элемента.
5. После демонстрации оптического прибора не забудьте выключить фонарик.
Источники:
1. http://class-fizika.narod.ru/
2. https://ru.wikipedia.org/
3. http://www.youtube.com/watch?v=RYvl6t0N94E