>>Laboratorijski rad Broj 9. Izrada jednostavne optičke naprave
Predmet
Cilj rada: razumjeti princip camere obscure, izraditi camera obscura i njome dobiti sliku svjetlećeg objekta.
Oprema: kartonska kutija, proziran papir (pergament, paus papir), pribadača, ljepilo, škare, svijeća (jedna po razredu).
Teorijske informacije
Camera obscura (ili pinhole camera kako se ponekad naziva) jedna je od najjednostavnijih optičkih naprava.”
Shema rada ovog uređaja pronađena je kod robota starogrčkog filozofa Aristotela (4. st. pr. Kr.), kao i kineskog filozofa Mo Tija (5. st. pr. Kr.). Camera obscura smatra se pretečom moderne kamere.
Camera obscura je škrinja s malom rupom na jednoj od stijenki i prozirnim zaslonom na suprotnoj stijenci.
Camera obscura - od lat. camera - soba, obscura - mrak. U modernim znanstvenim muzejima, camera obscura je soba u koju gledatelji mogu ući. Pinhole camera - od engl. pinhole camera – kamera s rupom.
Zid s rupom naziva se prednji, jer je ona okrenuta prema objektu o kojem je riječ. Zid sa zaslonom na kojem se dobiva slika predmeta naziva se stražnji zid.
Djelovanje camere obscure temelji se na zakonu pravocrtnog prostiranja svjetlosti.
Na sl. I vidite objekt AB i njegovu sliku A 1 B 1 dobivenu na ekranu rupice kamere K. Iz svake točke objekta AB kroz otvor O prolazi uzak snop svjetlosti (kako ne bi preopteretili sliku, prikazane su svjetlosne zrake koje dolaze samo iz krajnjih točaka objekta , - A i B).
Svaka od tih zraka stvara svijetlu točku na ekranu čiji se oblik podudara s oblikom rupe. Takve mrlje, postavljene jedna na drugu, tvore sliku na ekranu koja ponovno stvara konture i detalje objekta. Ova slika se naziva optička slika predmeta.
Treba napomenuti da na jasnoću dobivene slike utječe veličina rupe na prednjoj stijenci komore. Maksimalna jasnoća slike može se postići kada se svaka točka ponovno prikaže kao točka. Odnosno, što su mrlje na ekranu manje, to će slika objekta biti oštrija.
Upute za rad
- Priprema za eksperiment
Prije nego počnete izrađivati camera obscura, pripremite potrebne materijale: kartonska kutija(na primjer, ispod čaja ili soka), proziran papir (paus papir ili pergament), ljepilo, škare, pribadača.
- Eksperiment
1. Uzmite kartonsku kutiju i izrežite mali prozor za zaslon na jednoj od njezinih stijenki (slika 2).
2. Završite izradu stražnje stijenke kamere obscure brtvljenjem prozora paus papirom (slika 3).
3. Na suprotnoj stijenci kutije iglom napravite rupu promjera približno 1 mm (slika 4). Najjednostavnija camera obscura je spremna!
4. U zamračenoj prostoriji usmjerite kameru prema upaljenoj svijeći i dobijete sliku plamena na ekranu.
5. Pregledajte sliku. Obratite pozornost je li ova slika uspravna ili obrnuta, uvećana ili smanjena, jasna ili mutna.
6. Opišite dobivenu sliku.
- Analiza rezultata pokusa
Donesite zaključak u kojem navedite naziv optičkog uređaja koji ste izradili, kao i koji je princip rada tog uređaja, na kojem se zakonu optike temelji taj princip rada.
- Dodatni zadatak
1. Istražite kako veličina rupice na prednjoj strani camera obscure utječe na kvalitetu slike.
Za ovo:
a) proširite ulaz komore na 15 mm;
b) pripremite zasebne listove kartona s rupama od 3 mm, 5 mm i 10 mm;
c) naizmjenično postavljajući listove kartona s rupama različitih promjera na prednju stijenku komore, promatrajte jasnoću slike.
Izvedite zaključak ilustrirajući ga slikom koja objašnjava.
2. Poboljšajte svoj uređaj tako da se ekran može pomaknuti bliže ili dalje od rupe. Da biste to učinili, upotrijebite istu ili veću kutiju.
Fizika. 7. razred: Udžbenik / F. Ya. Bozhinova, N. M. Kiryukhin, E. A. Kiryukhina. - X .: Izdavačka kuća "Ranok", 2007. - 192 str.: ilustr.
Sadržaj lekcije sažetak lekcije i pomoćni okvir lekcija prezentacija interaktivne tehnologije ubrzavanje nastavnih metoda Praksa kvizovi, testiranje online zadaci i vježbe domaće zadaće radionice i treninzi pitanja za razredne rasprave Ilustracije video i audio materijali fotografije, slike grafike, tablice, sheme stripovi, parabole, izreke, križaljke, anegdote, vicevi, citati Dodaci sažeci varalice čipovi za radoznale članke (MAN) literatura glavni i dodatni rječnik pojmova Poboljšanje udžbenika i nastave ispravljanje grešaka u udžbeniku zamjena zastarjelih znanja novima Samo za učitelje kalendarski planovi metodološke preporuke nastavnih planova i programaZavojnice su umetnute jedna u drugu (sekundarne prema primarnoj) i pričvršćene na dielektrično postolje. Ugradite iskrište na vrh sekundarne zavojnice. U pravilu je to toroid, odnosno cijev smotana u prsten. To može biti valovita aluminijska cijev od onih koje se koriste za nape i prodaju se u trgovinama hardverom.
Sada pažljivo pogledajte zavojnice koje ste upravo napravili i zapamtite da ih u radnom stanju nikada ne smijete dodirivati rukama, inače ćete ostati bez ruku i svega na što su te ruke pričvršćene. Ali same iskre su relativno sigurne, možete ih dodirnuti, samo morate uzeti u obzir da su prilično vruće.
Upamtite također da se Teslin transformator treba držati podalje elektronički uređaji kao što su računalo i mobilni telefon.
Budući da je napon kućne utičnice od 220 volti mali, trebate povećati napon na najmanje 2-3 kV (kilovolta) pomoću transformatora. Povezan je sa zavojnicama preko kondenzatora.
Da bi duže munje dolazile iz toroida, neka vrsta igle mora biti postavljena na određenoj udaljenosti od zavojnica. Možete donijeti žicu ili odvijač, ili čak samo uhvatiti pražnjenja golim prstima. Ako toroidu prinesete žarulju, on će početi svijetliti.
Ako ste još uvijek lijeni ili se bojite napraviti takav svjetlucavi uređaj, onda se prodaju gotove plazma lampe, koje je također jednom izumio Nikola Tesla - staklene kuglice, unutar kojih se nalazi elektroda i razrijeđeni plin.
Optika: camera obscura
Camera obscura je preteča modernih kamera. Mnogo ga je lakše i sigurnije napraviti od Tesline zavojnice.
Postoje dvije mogućnosti. Prvi je pretvoriti cijelu sobu u cameru obscuru. Poželjno je da su zidovi sobe slobodni i bijeli, a prozori okrenuti prema sunčanoj strani.
Prozori prostorija moraju biti čvrsto zatvoreni štitom od šperploče ili kartona, oblijepljenog crnim papirom, tako da nigdje ne prodire svjetlost. Izbušite malenu rupu u ovom štitu, otprilike veličine špijunke. Slika u boji krajolika izvan vašeg prozora pojavit će se na suprotnom zidu. Samo će slika biti naopako. Ako je rupa premala, slika može biti previše mutna.
Ovaj eksperiment pokazuje da svjetlost putuje u ravnim crtama. Zrake koje ulaze u malu rupu križaju se i preokreću.
Jedan fotograf, Abelardo Morell, čak je princip camere obscure pretvorio u umjetnički projekt. Putuje svijetom, izrađuje cameru obscuru od soba i fotografira krajolike koji se pojavljuju na zidovima.
Malu camera obscuru lako je napraviti od limenke, ili još bolje, od cilindrične kutije Pringles čipsa. S jedne strane, uredna rupa je probušena iglom, s druge strane, dno je zapečaćeno tankim prozirnim papirom. Camera obscura je spremna.
Ali puno je zanimljivije snimati prave fotografije kamerom s rupicama. U kutiji šibica obojenoj crnom bojom izrežite malu rupicu, zalijepite je folijom i probušite rupicu iglom promjera ne većeg od 0,5 mm.
Provucite film kroz kutiju šibica, zatvorite sve pukotine kako ne biste zapalili okvire. "Leću", odnosno rupu u foliji, potrebno je nečim zatvoriti ili čvrsto prekriti, simulirajući kapak.
Mehanika: parni stroj
Princip rada parnog stroja prilično je jednostavan. Istina, takav će uređaj biti čisto dekorativan. Obično ga rade ljubitelji steampunka.
Moram uzeti limenka. Limenka piva ili cole će poslužiti. Na svakom dnu napravite rupu. Provucite metalnu cijev kroz rupe. Otvoreni krajevi cijevi - mlaznice - mogu se malo suziti.
Stavite strukturu na postolje i napunite je vodom. Ispod tegle mora biti dovoljno mjesta za svijeću.
Zapalite svijeću ili suhu tabletu goriva ispod posude. Kada voda proključa, para će izlaziti iz mlaznica, a struktura će se početi okretati.
Umjesto staklenke možete koristiti kokošje jaje. U njemu probušite rupu promjera 5 mm i izlijte sadržaj. Zatim napunite vodom i stavite na malu svijeću.
Evo primjera složenijeg parnog stroja:
Hidrostatika: Čapljina fontana
Najlakši način da napravite ukrasnu fontanu je kupiti električnu pumpu za akvarij i na nju spojiti crijevo. Crijevo i pumpu moraju staviti u široku vazu ili lonac i napuniti vodom. Kraj crijeva može se maskirati morskom školjkom u kojoj je izbušena rupa.
Već sam pisao u jednom od članaka o povijesti razvoja fotografije, gdje sam također govorio o cameri obscuri. U ovom članku ću vam reći kako napraviti kameru obskuru od kutije šibica i domaćeg alata. Treba napomenuti da takva kamera nema dubinsku oštrinu, ali to ne lišava fotografiju snimljenu rupom od volumena, uopće ne, već ispunjava sliku svojom jedinstvenom umjetničkom atmosferom. Princip rada je vrlo jednostavan, svjetlost subjekta prolazi kroz rupu i udara u fotoosjetljivi materijal, odnosno film, ispada, takoreći, projekcija slike.
Što vam je potrebno za izradu takve kamere
Kutija šibica
Foto film 35 mm
Malo plastike iz bilo koje boce
Bilo koja aluminijska limenka
Nož za pisac
Prazna plastična posuda
Izolacijska traka
Olovka
Škare
Vladar
Fotografija #1
Prije svega trebate napraviti oznaku i izrezati prozor okvira u unutrašnjosti kutije, kod mene je bio 36 x 24 mm, ali ovdje možete napraviti oblik proizvoljno, kao što neki prave 24 x 24 mm kao tebi se sviđa.
Fotografija #2
Nakon što ste izrezali prozor okvira, trebate obojiti unutrašnjost kutije u crno, možete koristiti bilo koju boju, marker ili tintu. Koristio sam mat akrilnu boju u spreju, nisam probao sjajnu, po mom mišljenju stvorit će nepotreban odsjaj. Možda ćete primijetiti da su rubovi prozora okvira unutarnje strane kutije poderani, to će se odraziti na fotografiji i dati više umjetnički pogled. Po želji se mogu zagladiti turpijom ili klerikalnim nožem.
Fotografija #3
Kako premotati okvir? Kako bi se upravljalo ovim procesom, čini se sljedeće, od plastična boca izrežite tanku vrpcu i zagladite je prstima, tako da se uvija. Oštrimo na jednom od rubova.
Fotografija #4
Pričvrstimo ga na cijev električnom trakom, umetnemo u rupu u filmu, kao što je prikazano na fotografiji. Plastičnu traku morate dobro pričvrstiti kako ne bi iskočila iz rupe prilikom premotavanja, također morate paziti da se folija ne pokida. Prilikom premotavanja čut će se škljocaji, pa ako imate prozor okvira 36 x 24 mm, trebate izbrojati osam klikova (devet za sigurnosnu mrežu) i možete fotografirati novi kadar. Ako je prozor okvira 24 x 24 mm, izbrojite šest klikova.
Fotografija #5
Vratimo se na kutiju šibica, sada moramo pripremiti vanjski dio, napraviti oznake i izrezati pravokutnu rupu 8 x 5 mm u sredini.
Fotografija #6
Najvažniji detalj fotoaparata je pravilno napravljena rupa, koja je odgovorna za oštrinu okvira, što je manja, to će okvir ispasti oštriji. Od aluminijske limenke morate izrezati kvadrat veličine 15 x 15 mm i pažljivo probušiti rupu iglom, a zatim ga očistiti od neravnina na stražnjoj strani. A ako aluminijsku ploču prinesete prozoru, onda bi rupa trebala biti jedva vidljiva.
Fotografija #7
Obavezno obojite sve u crno, što je manje svijetlih područja, to će okvir biti bolji, a samu rupu također morate obojiti crnim markerom kako sunčeve zrake ne bi blještale kada udare o metalnu površinu.
Fotografija #8
Počinjemo sastavljati našu čudesnu kameru, s električnom trakom stavit ćemo aluminijsku gredicu s rupom na vanjsku stranu kutije šibica, poželjno je popraviti je točno u sredini tako da se snop svjetlosti širi cijelim okvirom. Uzmimo drugu kutiju šibica i napravimo oznaku, izrežemo pravokutnik 15 x 8 mm, odrežemo karton i pričvrstimo ga električnom trakom na našu kameru obskuru. Još jedan važan detalj, sam zatvarač, debeli karton 10 x 30 mm, trebao bi čvrsto pokrivati otvor kamere.
Fotografija #9
Za premotavanje potrebno je napraviti ručku od kartona i zategnuti je električnom trakom, veličine oko 5 x 20 mm.
Fotografija #10
Instaliramo film i popravljamo unutrašnjost kutije, a ne zaboravljamo provjeriti rad brojača okvira, ako čujete klikove, tada možete sve popraviti električnom trakom.
Fotografija #11
Nemoguće je da svjetlo udari u film na ovoj traci, poželjno je koristiti crnu, ali u nedostatku nje morao sam koristiti zelenu, ne štedite na traci jer je kvaliteta slike u pitanju. . Sve popravljamo.
Fotografija #12
Morate slikati sa stativa, ili uz dobro zaustavljanje, najmanji pokret zamućuje okvir, čineći ga nejasnim. Kod fotografiranja s rupicom morate okom odrediti koliko sekundi treba otvoriti okidač, dok sekunde možete sami brojati. Ako je dan sunčan i film ima osjetljivost sto, otvorim okidač na četiri, pet sekundi, ako je oblačno sedam, osam. Dobio sam dobre snimke prvi put. Probajte, sigurna sam da nećete požaliti. Ovdje su neki moji radovi napravljeni camerom obscurom (rupicom) koju sam svojim rukama sastavio od kutije šibica.
Prototip kamere, poznat čovječanstvu već nekoliko stotina godina. U ovom članku nećemo samo pobliže pogledati njegovu povijest i princip rada, već ćemo analizirati i kako napraviti kameru obscuru vlastitim rukama od improviziranih materijala na nekoliko načina.
Što je camera obscura
camera obscura (lat. fotoaparat-" soba", opscura-" zatamnjen, taman") - najjednostavniji optički uređaj, prototip kamere. To može biti ili kutija ili škrinja, na čijoj je jednoj od stijenki izrezano malo oko - rupa, a umjesto druge Zaslon od prozirnog materijala je rastegnut, a tamna soba s istim malim okom i zaslonom.
Drugi naziv za ovaj uređaj je rupica kamera. rupica kamera-"komora koja ima rupu").
Princip rada camere obscure
Prije nego što napravite kameru obscuru vlastitim rukama, morate shvatiti kako to radi. Svoj rad temelji na zakonu pravocrtnog prostiranja svjetlosnih zraka poznatom iz škole. Puno uskih snopova svjetlosti prolazi kroz otvor kamere. Svaki od njih ostavlja svjetlosnu točku na ekranu suprotnog zida, jednaku veličini oku. Takve se mrlje iz mnogih zraka naslanjaju jedna na drugu na površini zaslona kamere s rupicama, stvarajući na njemu optički odraz - kopiju objekta ili panorame koja se nalazi ispred ovog osebujnog aparata.
Ljudsko oko i rupica kamera
Camera obscura, inače, nalikuje principu svog djelovanja ljudskom oku - slika na njenom ekranu također ulazi kroz malu rupu i naopako. To se događa jer svjetlost ulazi i u oko i u aparat pod kutom - zrake odbijene od gornjeg dijela predmeta usmjerene su prema dolje, a zrake koje reflektiraju objekte blizu tla usmjerene su prema gore. Unutar kamere se sijeku, pa je slika na ekranu kamere naopako okrenuta. U našem tijelu sliku u ispravan položaj vraća mozak, a u kameri - ogledalo.
Povijest pinhole kamere
Kako napraviti kameru obskuru vlastitim rukama, mislili su i naši daleki preci - prvi put je ovaj fenomen primijetio Aristotel još u 4. stoljeću. PRIJE KRISTA.
Legendarni Leonardo da Vinci prvi je opisao algoritam i mehanizam njegova rada. Njegov izum koristili su umjetnici u srednjem vijeku - camera obscura im je pomogla u izradi slika-kopija određenih predmeta.
Znanstvenici su kasnije razmišljali o tome kako vlastitim rukama napraviti cameru obscuru u "naprednijoj" verziji. Godine 1568. poboljšan je princip pinhole kamere - venecijanski izumitelj De Barbaro zamijenio je ekran plankonveksnom lećom. Ova je inovacija značajno poboljšala jasnoću i zasićenost slike. Uređaj je nazvan zidnom kamerom. Postao je odskočna daska do moderne kamere.
Kako napraviti "uradi sam" camera obscuru iz kutije
Za izradu vlastite pinhole kamere trebat će vam:
- kartonska kutija za čaj ili sok;
- tanki proziran papir - savršen je paus papir ili pergament;
- škare;
- ljepilo;
- scotch.
Dakle, kako napraviti camera obscura vlastitim rukama od kutije čaja, soka itd.:
- Izrežite mali prozor na jednom od zidova kutije.
- Pomoću ljepila ili trake zalijepite rupu odgovarajućim komadom papira, pretvarajući ga u zaslon za buduću kameru.
- U sredini suprotnog zida napravite rupu promjera ne većeg od 1 mm. Za to koristite iglu, pribadaču, pribadaču.
To je cijela uputa, koja predlaže kako napraviti "uradi sam" camera obscuru iz kutije. Iskoristite svoj izum u zamračenoj prostoriji – usmjerite ga prema jarkom i kontrastnom izvoru svjetla – na primjer, gorućoj svijeći. Njezina obrnuta slika trebala bi se odražavati na papirnatom ekranu.
Kako napraviti kameru obskuru vlastitim rukama: kamera
U ovom life hacku, bavit ćemo se stvaranjem složenije, ali i zanimljivije pinhole kamere, kojom možete snimati prave fotografije. Prvo prikupite potrebne materijale:
- aluminijska posuda;
- komad plastike;
- Kutija šibica;
- 2 "bačve" za film;
- sam film je 35 mm;
- crna boja, četka;
- nož za pisanje;
- izolacijska traka;
- igla;
- škare;
- vladar;
- olovka.
Kako napraviti camera obscura vlastitim rukama, pročitajte dalje:
Tako smo izdvojili dva načina koji sugeriraju kako napraviti kameru obscuru vlastitim rukama. U potonjem je bolje koristiti stativ za snimanje i strogo otvoriti zatvarač Određeno vrijeme- po sunčanom vremenu 6 sekundi, po oblačnom vremenu - 7-8 sekundi.
(lat. camera obscūra - "mračna soba") - najjednostavniji oblik uređaj koji vam omogućuje optička slika objekti. To je kutija otporna na svjetlo s rupom na jednoj od stijenki i zaslonom (matirano staklo ili tanki bijeli papir) na suprotnoj stijenci.
U izvornom obliku bila je to zamračena soba s rupom u jednom od zidova. Slike predmeta izvan sobe projicirane su kroz rupu na suprotnom zidu, a ljudi u sobi su mogli promatrati te slike i prenijeti ih na papir. Vrijeme izuma camere obscure nije poznato, no već u 11. stoljeću korištena je za promatranje pomrčine Sunca i za nju je znao Leonardo da Vinci (1452.-1519.). Otprilike u 16. stoljeću izrađuje se camera obscura u obliku neprozirne kutije. Talijanski matematičar i fizičar Girolamo Cardano (1501.-1576.) u nju je ugradio leću, te pomoću zrcala projicirao sliku na ploču od mutnog stakla. Rezultirajuća slika mogla bi se pratiti na papiru. ( E. Mitchell "Fotografija" 1988)
Krug je vrlo jednostavan. Zrake svjetlosti, prolazeći kroz rupu promjera približno 0,5-5 mm, stvaraju obrnutu sliku na ekranu.
Ispod fotografije dao je objašnjenje što je i kako radio. Koristio sam papir Foma Variant, razvijač Tetenal Dokumol. Ekspozicija se kretala od 1 do 3 minute. No, najzanimljivije je kako je napravio kameru.
Inspiriran sam otrčao u trgovinu po Pringles čips. Ali nakon što sam isprobao list papira veličine 10x15, shvatio sam da mali paket ne bi odgovarao za takve svrhe, a nisam se htio zamarati rezanjem velikog na male "kamere". Počeo razmišljati što dalje. Kopala sam po kuhinjskoj ladici i našla odgovarajuću limenku za kavu. Isprobavajući list fotografskog papira, šilom sam napravio rupu na visini od 5 cm od dna limenke. Budući da najlonski poklopac staklenke propušta svjetlost, stavio sam neprozirnu foliju u koju je pakiran foto papir. Rupa je bila zalijepljena crnom trakom. Dopisivanje žarišna duljina promjer rupe može se vidjeti na pinhole.ru.
Ispalo je takvo čudo inženjerstva.
Sljedeći put ću odabrati vidljiviju staklenku.
Usput, fotografski papir i kemikalije mogu se naručiti izravno iz trgovačke kuće Slavich iz tvornice. Minimalni iznos narudžbe je 1000 rubalja. Ljubazni menadžeri će preuzeti narudžbu i poslati je poštom.
Za eksperiment sam koristio fotografski papir Unibrom 160 PE (breza) - polukartonski, sjajni, normalni. Punio u mraku u staklenku. Možete to učiniti s crvenim svjetlom.
Prva slika nije uspjela. Zbog činjenice da je brzina zatvarača bila niska za takve uvjete osvjetljenja. Snimanje je održano u studiju mojih prijatelja umjetnika pod svjetlom lampi. 5 minuta definitivno nije bilo dovoljno. Napunio sljedeći list i ostavio ga u sobi cijelu noć.
Slika, naravno, nije indikativna, ali ovaj put se barem nešto dogodilo.
Budući da je papir negativan, a kao rezultat toga, slika je ispala negativna, morao sam izvršiti nekoliko manipulacija u grafičkom uređivaču, nakon skeniranja prikazati sliku i obrnuti je.
Originalni negativi na papiru izgledaju ovako.
