Реферат на тему камера обскура
Обновлено: 05.07.2024
- Для учеников 1-11 классов и дошкольников
- Бесплатные сертификаты учителям и участникам
МУНИЦИПАЛЬНОЕ БЮДЖЕТНОЕОБЩЕОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕУЧРЕЖДЕНИЕ
ГОРОДСКОГО ОКРУГА СТУПИНО
МОСКОВСКОЙ ОБЛАСТИ
Муниципальный конкурс исследовательских работ обучающихся
городского округа Ступино
Конструирование физических приборов "Архимед-3"
Тема: "Конструирование камеры-обскура"
Автор работы: Назаров Даниил Романович,
Руководитель: Ромеро Эррера
1.1. История камеры-обскура. 4
1.2.Конструирование камеры-обскура. 5
1.3. Работа с камерой. 6
Список использованных источников и литературы. 8
Цель моей работы: теоретически изучить принцип действия камеры-обскура; из подручных материалов изготовить камеру-обскура.
Задачиработы: продумать конструкцию с наименьшими затратами и хорошим эстетическим видом;объяснить полученный результат; продемонстрировать и объяснить принцип действия прибора в школе.
2. Основная часть
Каждое открытие начинается с истории. С латинского языка camera переводится как комната, а obscurа — тёмная. Тёмная комната. По определению камера-обскура-это прототип фотографического аппарата, тёмное помещение с одним миниатюрным отверстием, через которое на противоположную стенку проецируется перевёрнутое уменьшенное изображение предметов снаружи. (Приложение 1).Человеческий глаз действует по принципу камеры-обскуры, четкое усиленное изображение независимо от расстояния достигается с помощью глазного яблока и хрусталика.
Точная дата изобретения и имя создателя камеры-обскуры неизвестна. В V веке до н.э. китайский философ Ми Ти в своих трактатах описывал полученное изображение на стене в затемненной комнате. Упоминал о возникновении таких видений и Аристотель. В средние века феодалы, озабоченные неприступностью своих замков, строили абсолютно темные комнаты с очень маленькими отверстиями, выходившими на улицу, что бы видетьпроисходившее за стенами. Практическое применение изображений, получаемых с помощью камеры, использовали художники. С большой вероятностью, первым применил камеру для зарисовок пейзажей Леонардо да Винчи. Из истории Золотого века известно, что загадочный голландский художник Ян Вермеер с помощью камеры добился почти фотографической точности в создании городских пейзажей своего родного города. (Приложение 2). В дальнейшем и портретисты стали использовать эти возможности для создания своих шедевров. (Приложение 3).
Сегодня камеры-обскуры установлены во многих городах мира, используются для науки и образования, а также ради забавы. (Приложение 4).Фотографии, сделанные с помощью камеры-обскуры, отличаются мягкими размытым рисунком, отсутствием некоторых видов искажений, присущих сложным оптическим устройствам, но резкость изображения у них невысока. Ближние предметы получаются более размытыми, чем удалённые. Эти причины зависят от размеров отверстий. Резкость камеры-обскура можно увеличить при уменьшения отверстия "объектива", что позволяет уменьшить количество лучей на экран. Отверстие большого размера делает изображение ярким. Для повышения яркости и резкости изображения используется объектив.
Из изученного справочного материала, я определился с конструкцией своей камеры и даже придумал, как в нее заглянуть. Для конструкции "темной комнаты" взял пустую коробку (из под обуви) длиной 30 см,вязальную спицу d =3 мм, ножницы, обрезки белой бумаги, мини-камеру с переносным телевизором (оборудование дляквадрокоптера) и скотч. (Приложение 5).
В вертикальной стенке коробки в центре сделал отверстие спицейдиаметром 4 мм.Обрезал неровные края изнутри ножницами. (Приложение 6).
К стенке с отверстием на скотч приклеил мини-камеру. Отверстие от провода заклеил бумагой. (Приложение 7-8).
На противоположной стороне поставилдвигающийся экран из обрезков бумаги.Собранную конструкцию подключил к переносному телевизору. (Приложение 9-10). Камера-обскура готова.
2.3.Работа с камерой-обскура
Первое испытание прибора мы проводили в пасмурный день. Наблюдения вели из окна класса. Направляли камеру на объекты на улице: деревья, постройки. Действительно, изображение было перевернутым и размытым. Цветовая палитра была однообразной-серой. В течение всего наблюдения экспериментировали с расстоянием до экрана: приближали и отодвигали к отверстию. В результате добились оптимального качества изображения.(Приложение 11- 12). Но четких контуров изображения тел не добились. В солнечный день смогли увидеть изображение ближних предметов в цветовой гамме! Но четких границ изображений с помощью моей камеры получить не удалось.
КАМЕРА-ОБСКУРА. НАСЛЕДИЕ СКВОЗЬ ПРИЗМУ ВРЕМЕНИ
Автор работы награжден дипломом победителя I степени
Текст работы размещён без изображений и формул.
Полная версия работы доступна во вкладке "Файлы работы" в формате PDF
Актуальность темы исследования: Фотография настолько вошла в нашу повседневную жизнь, что сегодня мы не осознаем её истинного значение. Фотографию можно причислить к величайшим изобретениям человечества, проникшим практически во все сферы его деятельности. Фотография стала не только средством документации, развлечения и художественного самовыражения. Фотографию следует рассматривать как совокупность разнообразных процессов записи оптической информации, даже включая те, которые находятся за пределами чувствительности человеческого глаза. Многие достижения в области фотографии не только вносят известный вклад в мировую науку, но и привели к созданию разнообразных вспомогательных средств, которые широко используются в науке, технике и народном хозяйстве.
Гипотеза: можно создать камеру-обскуру, из обычной коробки, с помощью которой можно будет получить четкие изображения предметов.
Цель работы: изготовление из подручных материалов камеры-обскуры.
- исследовать изображения, получаемые камерой-обскурой.
Объект исследования – изображение, полученное камерой–обскурой.
Предмет исследования – качество изображения предметов, полученных с помощью камеры-обскуры.
Методы исследования:
1. КАМЕРА-ОБСКУРА. ИСТОРИЯ ФОТОТЕХНИКИ
1.1 История изобретения камеры-обскуры
Первую камеру-обскуру сделал английский философ и естествоиспытатель Роджер Бэкон (1217—1294). Он использовал камеру-обскуру для того, чтобы в помещении наблюдать за проходящими по улице мимо окон людьми.
В конце 15 века в Европе Леонардо да Винчи подробно описал и зарисовал устройство камеры-обскуры (рис.1).
Рис.1 Устройство камеры-обскуры. Исследования Леонардо да Винчи.
Да Винчи использовал камеру-обскуру при изучении человеческого глаза. С помощью камеры-обскуры он пытался понять то, каким образом на сетчатке глаза образуется изображение.
Однако, широкого применения классическая камера-обскура не находила. Если отверстие для света сделать большим, то изображение получается размытым, а маленькое отверстие дает резкое, но очень тусклое изображение.
Но уже к середине 16 века были предприняты первые попытки усовершенствовать камеру-обскуру. В 1550 г. итальянский физик и математик Жером Кардано предложил оснастить отверстие камеры-обскуры линзой, чтобы улучшить изображение. А для наводки на резкость сделать заднюю стенку камеры передвижной. Большое неудобство представляло перевернутое изображение. Игназио Данти предложил в 1573 г. крепить к камере-обскуре зеркало, которое вторично переворачивало изображение.
Первоначально камерой-обскурой пользовались исключительно оптики и астрономы для научных опытов и наблюдений. Усовершенствованная камера-обскура астронома Иоганна Кеплера представляла собой специальную палатку, которая вращалась, давая возможность вести круговой обзор неба или горизонта. В 1600 г. Кеплер начал применять свою камеру-обскуру для наблюдения за движением Солнца, а в 1607 г. он наблюдал с ее помощью прохождение Меркурием солнечного диска.
В 1655 г. появилась первая компактная камера-обскура, которую сконструировал Роберт Бойль.
Йоганнес Цан спроектировал портативную камеру-обскуру, в которой под углом 45° было расположено зеркало, проецировавшее изображение на матовую горизонтальную пластину. (рис.2).
С развитием оптики стала совершенствоваться и камера-обскура. С установкой двояковыпуклой линзы устройство перестало иметь громоздкие размеры. Камера-обскура превратилась в относительно небольшой деревянный ящик (рис.3). В задней части имелось зеркало, от которого изображение проецировалось вверх, на полупрозрачный лист бумаги или на стекло. Такая камера-обскура не позволяла получать снимок, человек всё так же должен был рисовать изображение.
Рис.2 Устройство камеры-обскуры с линзовым объективом и зеркалом.
Рис.3 Камера-обскура в 18 веке.
1.2 Принцип действия камеры-обскуры
Принцип действия камеры-обскуры заключается в следующем. Если в одной из стенок темного ящика сделать небольшое отверстие, то на противоположной стенке ящика образуется видимое световое изображение всех освещенных предметов, находящихся перед отверстием, при этом изображение будет перевернутым.
Размеры изображаемых предметов зависят от расстояния между отверстием и стенкой (l), на которой возникает изображение. Чем больше это расстояние, тем большими будут выглядеть изображаемые предметы (рис.4). При этом качество изображения находится в прямой зависимости от величины отверстия. Чем оно меньше, тем резче изображение и тем оно темнее.
Рис.4 Расстояния между отверстием и стенкой в камере-обскуре влияет на величину изображения предмета.
С увеличением отверстия резкость изображения ухудшается, зато его яркость возрастает (рис.5).
Рис.5 Размер отверстия в камере-обскуре влияет на качество изображения предмета.
Помещенная в отверстие линза и закрепленное под углом в камере-обскуре зеркало, дают четкое неперевернутое изображение предмета (рис.6).
Рис.6 Камера-обскура, оснащенная линзой и зеркалом.
Хорошо освещаем перед объективом камеры предмет. Отражаемые предметом лучи, проходя через линзу, отражаются от зеркала и создают на экране изображение предмета. Это изображение можно с помощью карандаша перевести на бумагу, находящуюся наверху камеры.
Со временем камера-обскура становилась все меньше, легче и удобнее в использовании. Это было начало великого превращения камеры-обскуры в фотографическую камеру. В дальнейшем она полностью эволюционировала в фотоаппарат.
1.3 От камеры-обскуры до фотоаппарата
Ящичная камера-обскура со встроенным зеркалом и горизонтально расположенным матовым стеклом сыграла основополагающую роль в истории фототехники. Братья изобретатели Жозеф Нисефор и Клод Ньепсы использовали возможности камеры-обскуры в своих исследовательских опытах.
В своих исследованиях Нисефор Ньепс обращался к Винсенту и Шарлю Шевалье. Они были владельцами оптической фирмы "Шевалье" и изобретателями линзы-призмы (рис.7). Линза сразу давала перевернутое изображение на экран камеры. В период с 1825 по 1828 г. Шевалье изготавливали для Ньепса линзы-призмы с различными фокусными расстояниями.
Рис.7 Камера-обскура с использованием линзы-призмы, сделанная Шарлем Шевалье.
В своих опытах Ньепс добивался повышения резкости изображения. К 1828 году стал понятен процесс получения негативного изображения.
Время сохранило всего пять камер Нисефора Ньепса. Камерами-обскурами назвать их было уже нельзя, но и до собственно фотоаппарата им было ещё далеко.
В 1833 году французский художник Луи Жак Манде Дагер отправил Ньепсу эскизы с описанием уже настоящего фотоаппарата со знаменитой линзой Шевалье. В его конструкции воплотились глубокий ум и поразительная наблюдательность талантливых изобретателей Жозефа Нисефора Ньепса (1765-1833), Луи Дагера (1787-1851), а также опыт и превосходная инженерная мысль оптиков Винсента (1770-1841) и Шарля Шевалье (1804-1859).
Дагер создал хорошо отлаженный технологический процесс получения фотографии. Этот процесс получил название дагерротип. Для его реализации кроме фотокамеры использовались два отдельных прибора: для окуривания йодом серебряной пластинки и для проявления парами ртути скрытого изображения.
Дату рождения фотографии - 7 января 1839 г. - по праву можно считать и датой рождения первого фотоаппарата. Луи Дагер получил патент на первый в мире фотоаппарат в этом же году.
Долгие годы ушли на совершенствование оптической системы. Наконец, был создан фотографический объектив (рис.8).
Рис.8 Фотографический объектив, 1850 год.
Самой совершенной на тот момент, без сомнения, была камера для производства дагерротипов Шарля Шевалье.
Итак, первыми фотографическими камерами стали ящичные фотоаппараты. Они получили свое название от формы корпуса в виде ящика, унаследованной ими от ящичной зеркальной камеры-обскуры. Они представляли собой либо два ящика, вложенных один в другой с фокусировкой при их взаимном перемещении, либо неразъёмный корпус в форме ящика с выдвижным тубусом объектива (рис.9).
Рис.9 Камеры для дагерротипов.
Дальнейшая эволюция фототехники в конце 1870-х - начале 1880-х гг. привела к появлению более лёгких и транспортабельных ручных ящичных фотокамер.
Особо следует выделить тип ручных камер со встроенным магазином и автоматической сменой пластин (1887-1930). Фотопластины устанавливались в специальные кассеты, которые, двигаясь по направляющим под действием пружины прижимного устройства, падали на дно фотоаппарата (рис.10).
Рис.10 Кассетный фотоаппарат.
В конце 80-х годов XIX века была изобретена пленка, появились пленочные фотоаппараты (рис.11). Пленка была черно-белая и цветная. Чтобы получилась фотография, пленку проявляли, фиксировали,
просушивали и печатали фотографии на специальной фотобумаге.
Рис. 11 Пленочный фотоаппарат.
Рис.12 Фотоаппарат Polaroid SX 70, 1963 год.
Сейчас мы пользуемся цифровыми фотоаппаратами. Фотографии в них сохраняются на карту памяти. Такие фотоаппараты устанавливают в телефонах, планшетах, ноутбуках… Фотографии можно посмотреть на экранах этих устройств или распечатать на бумаге (рис.13).
Рис.13 Современный фотоаппарат.
2. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ РАБОТА
2.1 Изготовление камеры-обскуры
И зготовим из подручных материалов камеру–обскуру. Для изготовления камеры-обскуры нам понадобятся:
- листы белой бумаги;
- шнурок для крепления.
Возьмем коробку среднего размера. С одного торца коробки вырезаем ножницами круглое отверстие и вставляем в него линзу. Это будет "объективом" нашей камеры. С другого торца коробки вырезаем прямоугольное отверстие. В него мы будем наблюдать изображение, полученное камерой–обскурой.
Закрепляем в пяльцах белый лист бумаги. Это будет экраном нашей камеры. При помощи шнурка крепим экран внутри коробки.
Экран должен быть подвижным, чтобы его можно было передвигать на различные расстояния от линзы.
Чтобы в коробку попадало как можно меньше света, заклеиваем в ней скотчем все щели.
2.2 Исследование изображения, получаемого камерой-обскурой
Проведем эксперименты . Исследуем изображения, получаемые камерой–обскурой. Для наблюдений потребуется яркий свет снаружи и темнота со стороны экрана. Поэтому лучше проводить опыт находясь в темном помещении, освещая предмет источником света, или в солнечный день на улице, изолировав экран от постороннего света. Таким образом проведем 2 эксперимента.
Эксперимент №1.
Для первого эксперимента нам понадобятся:
- источник света – лампа;
Первый эксперимент проведем дома. В комнате занавесим шторы и выключим свет, чтобы постороннее освещение не влияло на качество получаемого изображения. Через камеру-обскуру будем наблюдать за освещенным лампой яблоком.
В итоге на экране получилось четкое изображение перевернутого яблока.
Во время эксперимента мне удалось установить, что:
Если камеру-обскуру отодвинуть дальше от яблока, то на экране яблоко становилось меньше.
ВЫВОД 1: чем дальше камера-обскура от источника света, тем изображение меньше, четкость не изменяется.
Если экран в камере-обскуре отодвинуть дальше от линзы, то на экране яблоко становилось больше.
ВЫВОД 2: чем больше размер камеры-обскуры, тем изображение больше, четкость не изменяется.
В результате такого эксперимента полученное изображение можно обвести карандашом на бумажном экране и получится нарисованное яблоко.
Таким образом, используя этот приём уже в 16 веке, живописцы добивались поразительного сходства картин с натурой.
Эксперимент №2.
После эксперимента дома мы с братом взяли камеру-обскуру и вышли на улицу. Где объектом наблюдения стала я.
Мой брат Миша через камеру-обскуру смотрит на меня и видит мое перевернутое изображение. Почему так происходит?
Световые лучи меня освещают и отражаются от меня. Отраженные лучи света через отверстие с линзой в камере попадают на экран. Поэтому Миша видит на экране моё перевернутое изображение.
ВЫВОД 3: изображение в камере-обскуре получается перевернутым.
Если убрать линзу, изображение в такой маленькой коробке получается очень размытым.
ВЫВОД 4: линза в камере-обскуре улучшает четкость изображения.
Таким образом, считаю гипотезу, что можно создать камеру-обскуру, из обычной коробки, с помощью которой можно получить четкие изображения предметов, доказанной!
Изучив литературу, я узнала историю изобретения камеры-обскуры и выяснила принцип её действия. Собрала литературный материал об эволюции фотоаппаратов - потомков камеры-обскуры.
Экспериментально изготовила камеру-обскуру, тем самым доказав гипотезу исследования.
Экспериментально исследовала изображения и сделала выводы:
ВЫВОД 1: чем дальше камера-обскура от источника света, тем изображение меньше, четкость не изменяется.
ВЫВОД 2: чем больше размер камеры-обскуры, тем изображение больше, четкость не изменяется.
ВЫВОД 3: изображение в камере-обскуре получается перевернутым.
ВЫВОД 4: линза в камере-обскуре улучшает четкость изображения.
К исследовательской работе прилагается видеоматериал с моими экспериментами.
Надеюсь, тема моего исследования была интересна для Вас!
Сурдин В., Карташев М. Камера-обскура// Квант, 1999, № 2
Скоренко Т./фотоаппарат на коленке / Популярная механика /N10 2009г.
Классная физика для любознательных
Журнал о фототехнике и фотографии № 1. История, применение и принцип действия камеры-обскуры
потому что дает возможность у обучающегося создать модель своими руками и использовать для уроков физики оптическое устройство – прототип современного фотоаппарата –камеру-обскура
Введение
Цель работы: изучение принципа действия камеры-обскура и изготовление камеры-обскура из подручных материалов.
Методы исследования:
Любое открытие появляется с истории. С латинского языка: camera переводится как комната, а obscurа – тёмная [3] [5]. Камера-обскура - это прототип оптического устройства - фотоаппарата - тёмное помещение с одним миниатюрным отверстием, через которое на противоположную стенку проецируется перевёрнутое уменьшенное изображение предметов снаружи.
В V веке до н.э. китайский философ Ми Ти в своих сочинениях описывал полученное изображение на стене в затемненной комнате. Указывал о возникновении таких видений и Аристотель [5] [4].
На практике применение изображений, созданные с помощью камеры, использовали художники. Первым применил камеру для зарисовок пейзажей Леонардо да Винчи. Из истории Золотого века известно, что загадочный голландский художник Ян Вермеер с помощью камеры добился почти фотографической точности в создании городских пейзажей своего родного города [4].
Камера-обскура была изобретена арабским учёным Ибн-аль-Хайсамом (965-1039), известным в Европе под именем Альхазена. В 1279 г. архиепископ Кентерберийский Джон Пенхам высказал мысль, что с помощью камеры-обскура можно наблюдать за движением Солнца. Широкое распространение она получила в XVI—XVII в.в [4]. Проецируя изображение, даваемое камерой, на бумагу или холст и обводя его контуры, можно было получить рисунок, изображающий человека или какой-либо предмет.
Немецкий астроном и физик И. Кеплер использовал камеру-обскура для наблюдения солнечного затмения 1600 г. [4].
Появление фотографии стало возможным благодаря изобретателям многих стран мира. Ученые исследовали светочувствительные вещества, которые при взаимодействии со светом могли фиксировать изображение на различной поверхности. Большой вклад в развитие фотографии внёс английский учёный Уильям Генри Фокс Тальбот. Он сделал сравнительно высокочувствительную бумагу, на которую наносили раствор хлористой соли и поэтапно очувствляли, соединяя с раствором хлористого серебра. Затем в сухом виде бумага экспонировалась в камере-обскура, а полученное изображение закреплялось при помощи поваренной соли. Новый способ получил название фотогенное рисование.
Таким образом, все современные фотоаппараты есть не что иное, как все та же древняя камера-обскура, всего лишь снабженная различного рода вспомогательными механизмами. Принцип действия ее остался прежним, не претерпев никаких изменений!
Камерой–обскура (темной комнатой) стали называть деревянный или металлический ящик с отверстием в передней стенке, куда помещалась простая двояковыпуклая линза в оправе, а вместо задней стенки фиксировалась полупрозрачная бумага или матовое стекло [3].
Принцип действия камеры-обскура
Если в одной из стенок темного ящика сделать небольшое отверстие, то на противоположной стенке ящика (внутри него) образуется видимое световое изображение всех освещенных предметов, находящихся перед отверстием, при этом изображение будет перевёрнутым.
Камера-обскура не обеспечивает высокой резкости изображения. До определенного предела резкость изображения может быть повышена путём уменьшения диаметра отверстия, но при слишком сильном уменьшении начинают сказываться эффекты дифракции и изображение становится ещё более расплывчатым. Глаза человека работают по принципу камеры-обскура, усиленной оптической системой в виде хрусталика и глазного яблока, способной воспроизводить чёткие образы независимо от дальности объекта. Но не все системы изображения имеют линзы. Так морское животное Наутилус имеет глаз в виде крошечного отверстия, резкость изображения повышается путём уменьшения его диаметра [3].
Практическая часть Конструирование камеры-обскура. Модель № 1
Задача: собрать камеру-обскура (устройство, позволяющее получать оптическое изображение объектов) в виде светонепроницаемого ящика с отверстием в одной из стенок и экраном (тонкой белой бумагой) на противоположной стенке. Будем использовать картонную коробку, канцелярский нож, скотч, белую бумагу формата А4, фольгу, спицу и иглу.
В наш век, когда доступны фотокамеры всем, есть ли будущее у столь архаичного прибора? И будут ли интересны возможности камеры-обскура современным ученикам? Мы попробовали. Вот что у нас получилось.
1 Историческая справка
Время когда была изобретена камера-обскура и кому принадлежит сама идея ее возникновения до сих пор в точности не известны .Принцип проекции окружающего пространства на плоскость был известен очень давно многим исследователям, но никто не обращал на него особого внимания до тех пор, пока один из экспериментаторов не пожелал изучить причину данного явления и возможность его практического применения. Изобретателем камеры-обскура долгое время ошибочно считали итальянского физика Джованни Батиста Делла Порта, описавшего в "Натуральной магии" (1560 г.) сам прибор и способ повышения яркости изображения при замене отверстия линзой. На самом деле эффект, даваемый камерой-обскура был скорее замечен пытливым человеческим глазом в естественных условиях. Первым таким открытием в истории фотографии была камера обскура. Еще Аристотель заметил, что свет, который проникает через узкое отверстие, может проектировать изображение в перевернутом виде на противоположенной стене. Приблизительно в Х веке арабский ученый Альхазен создал камеру обскуру в виде затемненной комнаты и заметил связь между четкостью изображения на стене и диаметром отверстия. Большой вклад в историю фотографии и в усовершенствование камеры обскура внёс итальянский физик Джованни Порта. Сначала он предложил вставлять в отверстие камеры стекло в виде чечевицы, оно напоминало современную линзу. Затем Порта изобрел портативную камеру. В небольшом темном ящике находилось зеркало, установленное под углом 45 градусов, оно проецировало изображение на стол или лист бумаги. В 1620 году Кеплер, великий астроном и физик-оптик, ставил темную палатку в поле, устанавливал линзу в прорезь палатки и наблюдал за изображением, которое появилось на белой бумаге, прикрепленной к противоположной стенке палатки, напротив линзы. Размеры камеры-обскуры вскоре стали два фута в длину и меньше фута в высоту, линза устанавливалась с одной стороны, а у основания другой - зеркало. Рефлексный тип камеры-обскуры создал Иоханн Цан в 1685 году. Его ящик имел то преимущество, что зеркало помещалось внутри под углом 45 градусов к линзе и изображение отражалось в верхней части ящика. Здесь он помещал матовое стекло, покрытое калькой, и легко мог обводить изображение. Цан изобрел также еще меньшую по размерам рефлексную камеру-обскуру с вмонтированной линзой. Она очень напоминала камеры, которыми пользовался Ньепс сто пятьдесят лет спустя.
Первые конструкции которые сделанные в рамках данного проекта просты в исполнении: картонная коробка, выкрашенная внутри черной матовой краской, отверстие в фронтальной стенке и экран затянутый промасленным пергаментом, а во второй коробке ПЭ пленкой. Несмотря на всю незатейливость, в такой камере получаются интересные силуэтные изображения.
Вторая камера-обскура несколько сложнее. Это фанерный короб со съемными рамками, дающими возможность экспериментировать различными видами экранных пленок. В конструкции предусмотрена затеняющая шторка из блокирующего свет полотна. Ее роль выполнило текстильное полотно плотностью 470 грамм на квадратный метр. Что дало возможность повысить четкость и контрастность изображения на мембране. Мы экспериментировали с тремя видами мембран: пергамент, пропитанный маслом, ПЭ пленка толщиной 150 микрон и лавсан.
2 Практическая часть
Итак, первые камеры-обскура, собранные нами, были очень простыми по конструкции. Все го лишь картонные коробочки, окрашенные изнутри краской матового черного цвета. Во фронтальной части коробочки горячим шилом проделывается отверстие диаметром 1,5мм ( раскаленное шило дает возможность получить отверстие с ровными краями и не размытое изображение). Вторую фронтальную стенку в первом случае мы закрывали пергаментом, пропитанным маслом, во втором плотной полиэтиленовой пленкой толщиной 150 микрон. В камере-обскура из фанеры мы экспериментировали с материалами, подходящими на роль экрана. Пергамент, пленка из полиэтилена различной толщины, пленка целлофановая, акриловая пленка и лавсан. Наиболее красочные изображения получаются на лавсане и полиэтиленовой мембране толщиной 150 микрон. Лавсан – это синтетический материал, получаемый из нефти. Его полное химическое название – полиэтилентерефталат, он представляет собой твердое вещество, которое в аморфном состоянии бесцветно, а в кристаллическом имеет белую окраску. Еще в коробе предусмотрена затемняющая шторка из светонепроницаемого полотна со стороны экрана, чтобы увеличить контрастность изображения. Отверстие во фронтальной стенке имеет диаметр 2мм. Отверстие большего диаметра дает более яркое, но менее четкое изображение. (Приложения IV,V,VI,VII, VIII) При малой контрастности исходного изображения, на экране образуются силуэтное изображение предмета. При большой освещенности на изображении появляются оттенки цвета. Изображения, получаемые в камере, перевернутые. (Приложения I, II, III).
Помимо интересных силуэтных изображений, что еще можно узнать с помощью камеры-обскура? Используя принцип подобия треугольников, с помощью камеры-обскура можно рассчитать высоту стоящего напротив дома. Зная расстояние до отверстия, через которое проходит свет, высоту изображения и расстояние до дома, узнаем высоту дома.
Камера- обскура что же это? Архаическая конструкция возрастом почти две тысячи лет или простой аппарат, не утративший актуальности в наши дни? В процессе выполнения наблюдений мы поняли, что хоть и конструкция неизменна много лет, но вполне практична в наши дни. Интересными и необычными получаются изображения в камере-обскура. Причем в зависимости от типа материала мембраны изображения обладают большей или меньшей степенью прозрачности. Камера наглядно демонстрирует законы геометрической оптики. Лучи в однородной среде распространяются прямолинейно. В процессе работы с информацией, касающейся темы, мы выяснили что камера-обскура является прародителем огромного класса оптических и вполне бытовых приборов- фотоаппарат, телескоп-рефлектор, камеры в телефонах. Наблюдение солнечного изображения на экране дало возможность узнать есть ли в этот день пятна на Солнце. Занимаясь изготовлением камеры-обскура мы решили несколько задач практического характера:
1) Продумали конструкцию.
2) Изготовили детальный чертеж.
3) Подобрали материалы для изделия (фанера шлифованная толщиной 3мм, краска на водной основе для окрашивания деревянных изделий, поэкспериментировали с различными видами мембран, подобрали светонепроницаемый материал для шторки).
4) Изготовили камеру-обскура, пользуясь навыками и умениями, полученными на уроках технологии.
5) Обработали много познавательной информации.
4 Список литературы
1 Жданов Л.С. Курс физики. Книга 2 /Л.С. Жданов, В.А Маранджян учебное пособие для средних специальных учебных заведений. Книга 2/М.: Наука. 1966-608с.
2 Перельман Я.И. Занимательная физика. Книга 2/ Я.И. Перельман-21 изд., испр. и доп.-М.:Наука.1983-272с.
Читайте также: