Nõelkaamera füüsikas
Maailma lihtsaim kaamera, pinhole kaamera, koosneb vaid ühest (võimalikult väikesest) august. Ja ometi saab seda kasutada fotokujutise füüsika eksperimentaalseks näitamiseks ja selgitamiseks.
Pinhole kaamera põhimõte on põhimõtteliselt iidne. Väidetavalt mõtles isegi Aristoteles päikesevarjutuse ajal optilistele kujutistele on: Ta istus puude võra all ja avastas arvukalt pilte Päikese sirp. Ta mõistis, et need olid põhjustatud lehtede väikestest tühikutest päikese otsese kujutisena. Kaamera obscurana kasutasid nõelaaugukaamerat paljud kunstnikud, et maalida võimalikult realistlikke maastikuvõtteid. Sest pildid on üllatavalt teravad, kuid sageli väga tumedad.
Pinhole kaamera - viige läbi oma füüsika eksperiment
Selle lihtsa, kuid muljetavaldava katse jaoks vajate ainult esemeid, mis on teie leibkonnas juba olemas.
- Pistke veidi jämedama nõelaga suure papi keskele auk sisse - see on teie nõelakaamera.
- Selle papi abil saate projitseerida ümberpööratud pildi, näiteks küünla, valgele paberile. Selleks pimendage tuba.
- Füüsika eksperiment muutub aga muljetavaldavamaks, kui viibite päikesepaistelisel päeval aknaga toas.
- Seisa või istu akna vastas olevale seinale.
- Nüüd hoidke pappi, mille auk on vertikaalselt valguses ja valge paberitükki augu taga oleva kaardi varjus. Langev valgus heidab valgele paberile pildi (jälle tagurpidi) aknast.
- Teise võimalusena võite muidugi akna pildi visata vastasseinale. Pildi suur teravus on üllatav.
- Kui suurendate papis olevat auku näiteks pliiatsi otsaga, muutub pilt heledamaks, kuid samas ka hägusemaks.
Nõelaauguga kaamera konstruktsioon annab teile täiesti uue ülevaate ...
Muide, kingakarbist või ümmargusest kohvipurgist saate ehitada "tõelise" nõelaaugukaamera. Karbi üks külg või Karp sisaldab auku (augusti kaane sisse), teisele küljele kinnitate ekraanina läbipaistva rasvakindla paberi (kinnitage kleeplindiga). Tehke papist erineva suurusega augud, mida saate kasutada kattena oma aukude kaamera ees.
Pinhole kaamera - nii see toimib
Selleks, et mõista, kuidas nõelaauguga kaamera pilt tekib, avage valgusvihu kiirte mudel Füüsika tagasi.
- Valguskiired tulevad sirgjooneliselt igast küünla või akna punktist läbi augu paberile.
- Kuna auk on aga nii väike, jõuab valgele paberile vaid väike osa sellest valgusest. Põhimõtteliselt võiks isegi ette kujutada, et igast küünla helendavast kohast või aknast langeb paberile vaid üks (või ainult mõni) valguskiir. Nii luuakse pilt.
- Pilt on tagurpidi, sest akna ülaosast tulev valgus läbib auku ja jõuab seejärel pildi alla. Maastiku madalamatelt aladelt tulev valgus jõuab tippu.
- Väikese augu korral on pilt tume ja terav, sest üksikud pildipunktid genereerivad vaid mõned valguskiired.
- Kui suurendate auku, muutub pilt heledamaks. Mitmed valguskiired loovad aga nüüd pildipunkti, mis muutub siis suuremaks ja seetõttu hägusemaks. Seda saab selgelt tõlgendada valguse koonusena: mida kitsam on see koonus, seda teravam on pilt.
Tõsi või võib -olla mitte? 17. kuupäeval 19. sajandil olevat pargi lähedal olnud selline camera obscura. Tasulise eest said silmapaistvad külastajad sinna sisse minna ja vaadata pargikülastajate (enam -vähem) armulisi seiklusi. See, mida seal näha oli, olevat aga ainult lavastatud. Sest kui külastajad seisid pimedas ruumis ja vaatasid (ergutavaid) pilte nõidunult, varastati neilt rahakotid.
