Камера обскура своими руками

Добавил пользователь Дмитрий К.
Обновлено: 18.09.2024

Гипермаркет знаний>>Физика>>Физика 7 класс>>Лабораторная работа № 9. Изготовление простейшего оптического устройства

Тема. Изготовление простейшего оптического устройства.

Цель работы: разобраться в принципе действия камеры-обскуры, изготовить камеру-обскуру и получить с ее помощью изображение светящегося объекта.

Оборудование: картонная коробка, полупрозрачная бумага (пергамент, калька), канцелярская кнопка, клей, ножницы, свеча (одна на класс).

Теоретические сведения

Камера-обскура (или, как ее иногда называют, пинхол-камера) — одно из простейших оптических устройств”.

Схема действия этого устройства найдена в роботах древнегреческого философа Аристотеля (IV в. до н. э.), а также китайского философа Mo Ти (V в. до н. э.). Камеру-обскуру считают предшественницей современного фотоаппарата.

Камера-обскура представляет собой сундучок, в одной из стенок которого имеется небольшое отверстие, а на противоположной стенке — полупрозрачный экран.

_{Камера-обскура — от лат. camera — комната, obscura — темная. В современных музеях науки камера-обскура представляет собой комнату, куда могут заходить зрители. Пинхол-камера — от англ. pinhole camera — камера с отверстием.}

Стенку с отверстием называют передней, так как именно ее поворачивают к рассматриваемому объекту. Стенка с экраном, на котором получается изображение объекта, называется задней.

Действие камеры-обскуры основывается на законе прямолинейного распространения света.

На рис. I вы видите объект AB и его изображение A₁B₁, полученное на экране камеры-обскуры К. От каждой точки объекта AB через отверстие О проходит узкий пучок света (чтобы не перегружать рисунок, показаны световые пучки, которые идут только от крайних точек объекта, — А и В).

Каждый из этих пучков создает на экране светлое пятнышко, форма которого совпадает с формой отверстия. Такие пятнышки, накладываясь одно на другое, образуют на экране картину, воссоздающую контуры и детали объекта. Эту картину называют оптическим изображением объекта.

Необходимо указать, что на четкость полученного изображения влияет размер отверстия в передней стенке камеры. Максимальной четкости изображения удается достичь, когда каждая точка изображается опять-таки в виде точки. То есть чем меньшего размера пятнышки получаются на экране, тем более резким будет изображение объекта.

Указания к работе

Прежде чем начать изготовление камеры-обскуры, приготовьте необходимые материалы: картонную коробку (например из-под чая или сока), полупрозрачную бумагу (кальку или пергамент), клей, ножницы, канцелярскую кнопку.

1. Возьмите картонную коробку и вырежьте в одной из ее стенок небольшое окошко для экрана (рис. 2).

2. Закончите изготовление задней стенки камеры-обскуры, заклеив окошко калькой (рис. 3).

3. На противоположной стенке коробки с помощью канцелярской кнопки сделайте отверстие диаметром приблизительно I мм (рис. 4). Простейшая камера-обскура готова!

4. В затемненном помещении наведите камеру на зажженную свечу и получите изображение пламени на экране.

5. Рассмотрите изображение. Обратите внимание на то, каким является это изображение: прямым или перевернутым, увеличенным или уменьшенным, четким или размытым.

6. Опишите полученное изображение.

Сделайте вывод, в котором укажите название изготовленного вами оптического устройства, а также то, в чем заключается принцип действия этого устройства, на каком законе оптики этот принцип действия основывается.

1. Исследуйте, как влияет размер отверстия в передней стенке камеры-обскуры на качество изображения.

а) расширьте входное отверстие камеры до 15 мм;
б) подготовьте отдельные листы картона с отверстиями 3 мм, 5 мм и 10 мм;
в) поочередно приставляя к передней стенке камеры листы картона с отверстиями разного диаметра, наблюдайте за четкостью изображения.

Сделайте вывод, проиллюстрировав его пояснительным рисунком.

2. Усовершенствуйте свой прибор так, чтобы экран можно было передвигать, приближая или отдаляя его от отверстия. Для этого воспользуйтесь такой же или большей по размеру коробкой.

Если у вас есть исправления или предложения к данному уроку, напишите нам.

Если вы хотите увидеть другие корректировки и пожелания к урокам, смотрите здесь - Образовательный форум.

В современных фотоаппаратах есть специальные приложения и множество фотоэффектов. Среди них видное место занимает эффект камеры-обскуры.

Но он не полностью соответствует тому, чего можно достичь с настоящей камерой-обскурой, поэтому мы собираемся показать вам, как сделать ее своими руками у себя дома, используя имеющийся зеркальный фотоаппарат.

Для этого потребуется запасная крышка корпуса камеры, небольшой квадратный кусок алюминиевой банки из-под любого напитка, булавка или иголка, ножницы, немного черной изоленты, мелкая наждачная бумага и дрель. С этими материалами вы легко превратите свою зеркалку в пинхол-камеру.

Результаты не будут совершенными: расстояние между крышкой корпуса и датчиком на большинстве цифровых зеркальных фотоаппаратов фиксируется на неподходящем для пинхол-фотографии расстоянии и оно не может быть легко изменено.

Если вы можете пережить небольшое импрессионистическое отсутствие фокусировки, то такая съемка может вас позабавить.

Как сделать камеру-обскуру своими руками: фотоаппарат

В этом лайфхаке мы разберем создание более сложной, но и более интересной пинхол-камеры, с помощью которой можно получать настоящие фотоснимки. Для начала соберите нужные материалы:

Как сделать камеру-обскуру своими руками, читайте далее:

Вот мы и разобрали два способа, подсказывающие, как сделать камеру-обскуру своими руками. В последнем лучше для съемки использовать штатив, а затвор открывать на строго определенное время — в солнечную погоду на 6 секунд, в пасмурную — на 7-8 секунд.

История пинхол-камеры

Как сделать камеру-обскуру своими руками, задумывались и наши далекие предки — впервые это явление заметил Аристотель еще в IV в. до н.э.

Легендарный Леонардо да Винчи первым описал алгоритм и механизм ее работы. Его изобретением в Средневековье пользовались художники — камера-обскура помогала им сделать картины-копии тех или иных объектов.

Как сделать камеру-обскуру своими руками из коробки

Для изготовления собственной пинхол-камеры будет нужна:

картонная коробка из-под чая или сока;
тонкая полупрозрачная бумага — отлично подойдет калька или пергамент;
ножницы;
клей;
скотч.

Итак, как сделать камеру-обскуру своими руками из коробки от чая, сока и т. д.:

Вырежьте на одной из стенок коробки небольшое оконце.
С помощью клея или скотча заклейте отверстие подходящим кусочком бумаги, превратив его в экран будущей камеры.
В середине противоположной стенки сделайте отверстие диаметром не более 1 мм. Воспользуйтесь для этого иголкой, булавкой, канцелярской кнопкой.

Вот и вся инструкция, подсказывающая, как сделать камеру-обскуру своими руками из коробки. Используйте свое изобретение в затемненном помещении — наводите его на яркий и контрастный источник света — например на горящую свечу. Ее перевернутое изображение должно будет отразиться на бумажном экране.

Делаем основу камеры

Подберите прямоугольную или цилиндрическую банку или коробку.

Выбранный предмет должен примерно соответствовать размерам настоящей камеры и быть чистым. Это может быть что угодно: коробка из под обуви, старая банка из под краски или кофе. Убедитесь, что у этого сосуда есть крышка, которой его можно плотно закрыть.

Возьмите черную краску и покрасьте выбранный контейнер изнутри и снаружи.

Для этой цели вы также можете использовать фольгу, но будьте осторожны и не оставляйте не прикрытых мест. Этот шаг нужен для того, чтобы свет не отражался внутри камеры.

Убедитесь, что вы не забыли покрасить крышку.
Позвольте краске высохнуть, прежде чем переходить к следующему шагу.
Если в каком-то месте пострадала краска — перекрасьте его.

На качество ваших фотографий будет влиять расстояние между пленкой и отверстием. Пленка будет находиться на противоположенной стороне от отверстия. Если вы мастерите камеру из банки, то будет удобнее расположите пленку на внутренней части крышки.

Вы можете сделать это двумя способами: проколоть иглой или вырезать квадрат со стороной в 12 мм, на место которого затем поместить кусочек бумаги или жести с уже проделанным отверстием. Второй метод предпочтительнее, поскольку он позволяет получить отверстие с более ровными краями. Так же, если отверстие не получится с первого раза, вы всегда сможете его переделать.

Толстая алюминиевая фольга, гибкий металл и картон отлично подойдут для этого способа.

Делаем затвор и видеоискатель

Из листа темной бумаги вырежьте затвор.

Матовый, не пропускающий свет картон лучше всего подойдет для этой цели. Убедитесь, что затвор достаточно твердый и не сомнется при использовании.

Вырежьте квадрат 5 на 5 см из темного картона. Убедитесь, что полученный квадрат достаточно крупный, чтобы закрыть отверстие, вырезанное вами в днище коробки.
С полоски клейкой ленты прикрепите верхнюю часть получившегося затвора к днищу коробки. С помощью этой полоски вы сможете поднимать и опускать затвор, когда будете делать фото.
Подойдет любая клейкая лента, будь то изолента или обычный скотч.

Для этого используйте менее липкую ленту (изолента подойдет, но скотч уже не годится) и приклейте ее к нижней части затвора. Делайте это когда не пользуетесь камерой, чтобы избежать попадания света внутрь.

Сделайте видеоискатель из картона.

Видеоискатель позволит вам увидеть положение отверстия по отношению к пленке и представить, как будет выглядеть полученная фотография.

Задний видоискатель должен находиться сверху камеры и быть чем-то вроде глазка, который позволит представить вам будущее фото. Этот глазок вы можете сделать из металлической шайбы или вырезать кружок из картона и наложить его на задний видеоискатель. Зафиксируйте его с помощью изоленты или клея.

Вставляем пленку

Если вы выбрали фотобумагу, то вам придется вставить ее в камеру при особом освещении.

При использовании обычной лампы, она должна располагаться не ближе 1-1,5 метров. Расположив ее у потолка и работая под ней вы почти наверняка выдержите необходимую дистанцию.

Вам придется нарезать пленку на более мелкие фрагменты. Размер этих фрагментов будет зависеть от длинны корпуса вашей камеры.

Если есть возможность — используйте плоскую форматную пленку, которая гораздо удобнее.

Поместите фотобумагу или пленку внутрь камеры, на противоположную отверстию сторону.

Убедитесь, что светочувствительная сторона пленки расположена по направлению к отверстию. У фотобумаги светочувствительная сторона всегда выглядит блестящей. У фотопленки этой стороной является внутренняя часть спирали, в которую пленка и свернута.

Принцип действия камеры-обскуры

Перед тем как сделать камеру-обскуру своими руками, необходимо разобраться, как же она действует. Ее работа основана на известном со школы законе прямолинейного распространения световых лучей. Через отверстие-глазок камеры проходит множество узких световых пучков. Каждый из них оставляет на экране противоположной стенки световое пятно, равное в размерах глазку. Такие пятнышки от множества лучей накладываются друг на друга на поверхности экрана пинхол-камеры, тем самым создавая на нем оптическое отражение-копию предмета либо панорамы, находящейся перед этим своеобразным аппаратом.

Человеческий глаз и пинхол-камера

Камера-обскура, кстати, напоминает принципом своего действия человеческий глаз — изображение на ее экран попадает также через маленькое отверстие и вверх тормашками. Происходит это от того, что свет попадает и в глаз, и в аппарат под углом — лучи, отражающиеся от верхней части предметов, направлены вниз, а лучи, отражающие близкие к земле предметы, устремлены вверх. Внутри камеры они пересекаются, поэтому изображение на экране камеры получается перевернутым. В нашем организме картинку в правильное положение возвращает мозг, а в фотоаппарате — зеркало.

Изобретение фотокамеры

Первая фотография, насколько нам известно, была сделана в 1825 г. французским изобретателем Джозефом Ньепсом. Она изображает вид из окна в Ле Гра. У этого изображения мало художественной ценности помимо того, что это первая фотография, из когда-либо сделанных и дошедших до нас.

В связи с особенностями технологии, экспозиция длилась восемь часов, так что солнце на фотографии успело пройти с востока на запад, осветив обе стороны изображенного здания. На этой фотографии, конечно, нет никакой композиции, поскольку в то время фотография рассматривалась не как искусство, а как техническая инновация.

В 1901 году была представлена камера Kodak Brownie, ставшая первой коммерческой камерой на рынке, доступной среднему классу. Камера делала только черно-белые снимки, но была очень популярной благодаря своей эффективности и простоте использования. Цветная фотография, несмотря на то, что разрабатывалась на протяжении XIX столетия, не нашла коммерческого воплощения до середины XX века. Учёные в начале века не могли сохранить цвет достаточно надолго, он пропадал со временем в связи с несовершенством рецептов. Несколько способов цветной фотографии запатентовали в 1862 году два французских изобретателя, работавших независимо друг от друга: Луи Дюко дю Орон и Шарль Кро.

В итоге, первая работающая цветная фотопластинка появилась на рынке в 1907 году. Использовавшийся в ней метод был основан на экране из фильтров. Экран позволял фильтровать красный, зеленый и/или синий свет. Фотопластинка затем обращалась с получением позитивного изображения. Использование этого же экрана в процессе фотопечати позволяло получить цветную фотографию. Данная технология, слегка доработанная используется до сих пор. Красный, зеленый и синий – основные цвета для телевизионных и компьютерных экранов, с этим связан и режим RGB (red+green+blue) в многих графических приложениях.

Первую цветную фотографию, изображение клетчатой ленты, сделал в 1861 году знаменитый шотландский физик Джеймс Клерк Максвелл, известный за свои работы в области электромагнетизма. Несмотря на большое влияние, оказанное данной фотографией на развитие фотоиндустрии, имя Максвелла редко вспоминают за это. Причина в том, что изобретения в области физики затмили собой достижение в фотографии.

Ниже мы с вами разберем, как сделать камеру-обскуру, используя очень простой способ. Для этого понадобится запасная защитная крышка от вашего зеркального фотоаппарата и несколько распространенных материалов.

После того как вы специальным образом подготовите для обскуры крышку корпуса, то сможете легко экспериментировать, когда настроение будет соответствующее. Вы найдете многих поклонников обскур по всему миру на сайтах по обмену изображениями, например, на Flickr и 500px, где и сами сможете поделиться своими результатами.

Камера-обскура своими руками - пошаговое описание

1. Отверстие

Используйте дрель, чтобы сделать 5мм отверстие в центре крышки корпуса. Конечно, крышка в это время не на фотоаппарате! Затем вам нужно спилить любые торчащие кусочки пластика, чтобы они не попали в камеру.

2. Пинхол (прокалывание)

Возьмите небольшой кусок алюминиевой фольги и сделайте отверстие размером в 7 иголок. Воспользуйтесь тонкой наждачной бумагой, чтобы отполировать отверстие по центру, тогда оно будет красивым и гладким. Используйте изоляционную ленту, чтобы прикрепить фольгу к крышке корпуса. Сделайте это таким образом, чтобы отверстия по центру совпадали.

3. Съемка

Диафрагма небольшого размера означает, что экспозиция будет длинной, так что примените штатив. Переключитесь в ручной режим и используйте ЖК-дисплей и гистограмму для определения правильной экспозиции и состава. Попробуйте добавить удаленную вспышку для дополнительного освещения.
Ваше оборудование готово. Удачных экспериментов!

Если вы когда-нибудь застрянете дома и вам понадобится веселый и познавательный проект, попробуйте построить собственную камеру-обскуру. Поможет в этом 7-минутная видео-инструкция от Fotodiox, в которой показано, как можно собрать небольшое устройство своими руками из коробок для хранения вещей.

Для создания этой камеры понадобятся следующие принадлежности:

Маленькая коробка (коробка 1), средняя коробка (коробка 2) и большая коробка (коробка 3)

Лёгкое игрушечное увеличительное стекло

Стоит отметить, что шринк-пластик имеет шероховатую текстуру, которая будет влиять на внешний вид окончательного изображения. Если вас это не устраивает, вы можете заменить лист шринк-пластика другим материалом, который имеет более гладкую и однородную поверхность.

Фотографии получаются очень мягкие и очень нечёткие, почти похожие на акварели. Ниже представлены примеры этих фотографий и видео-инструкция по созданию камеры.

Читайте также: