Camera obscura

Atklājums un izcelsme

Pirmo reizi par pinhole kameras, kas ir camera obscura priekštece, principiem un to atklāšanu raksta ķīniešu filozofs un mohisma pamatlicējs Mozi (470-390 p.m.ē. pirms mūsu ēras). Vēlāk Aristotelis (384-322 p.m.ē.) saprata pinhole kameras optisko principu. Viņš caur caurumiem sietā un spraugām starp plakana koka lapām aplūkoja daļēji aptumsušās saules pusmēness formu, kas tika projicēta uz zemes.

Pirmo camera obscura vēlāk uzbūvēja irākiešu zinātnieks Abu Ali Al-Hasan Ibn al-Haytham, dzimis Basrā (965-1039 AD), Rietumos pazīstams kā Alhacen vai Alhazen, kurš savā "Optikas grāmatā" veica praktiskus eksperimentus optikas jomā.

Savos dažādos eksperimentos Ibn Al-Haitham izmantoja terminu "al-Bayt al-Muẓlim" (arābu: البيت المظلم), kas angļu valodā tiek tulkots kā tumša telpa. Eksperimentā, ko viņš veica, lai pierādītu, ka gaisma pārvietojas laikā un ar ātrumu, viņš saka: "Ja caurums bija aizklāts ar aizkaru un aizkars tika noņemts, gaisma, ceļojot no cauruma uz pretējo sienu, patērēs laiku." To pašu pieredzi viņš atkārtoja, kad konstatēja, ka gaisma pārvietojas pa taisnēm. Atklinošākais eksperiments, kas patiešām ieviesa camera obscura, bija pētījumi par saules attēla pusmēness formu aptumsumu laikā, ko viņš novēroja uz sienas pretī loga slēģos izveidotam nelielam caurumam. Savā slavenajā esejā "Par aptumsuma formu" (Maqālah fī Sura al-Kosūf) (arābu val: مقالة في صورةالكسوف) viņš komentēja savu novērojumu: "Saules attēls aptumsuma laikā, ja vien tas nav pilnīgs, parāda, ka, kad tās gaisma iziet cauri šauram, apaļam caurumam un tiek atstarota plaknē, kas atrodas pretī caurumam, tā iegūst mēness sikspārna formu.

Savā eksperimentā ar saules gaismu viņš paplašināja savus novērojumus par gaismas iekļūšanu caur caurumu, lai secinātu, ka, kad saules gaisma sasniedz un iekļūst caurumā, tā veido konusveida formu punktos, kas satiekas pie cauruma, vēlāk veidojot citu konusveida formu, kas ir pretēja pirmajai, uz pretējās sienas tumšā telpā. Tas notiek, kad saules gaisma no punkta "ﺍ" izkliedējas, līdz tā sasniedz caurumu "ﺏﺤ" un caur to tiek projicēta uz ekrāna gaismas punktā "ﺩﻫ". Tā kā attālums starp diafragmu un ekrānu ir nenozīmīgs salīdzinājumā ar attālumu starp diafragmu un sauli, saules gaismas novirzei pēc iziešanas caur diafragmu vajadzētu būt nenozīmīgai. Citiem vārdiem sakot, "ﺏﺤ" jābūt aptuveni vienādam ar "ﺩﻫ". Tomēr ir novērots, ka tas ir daudz lielāks par "ﻙﻁ", ja staru ceļus, kas veido "ﻙﻁ" galus, izseko atpakaļgaitā, tad konstatē, ka tie satiekas punktā ārpus apertūras un pēc tam atkal novirzās uz sauli, kā parādīts 1. attēlā. Tas patiešām bija pirmais precīzākais Camera Obscura fenomena apraksts.

Kameras izteiksmē gaisma caur caurumu ieplūst telpā, pārnesot gaismu uz priekšmetu(-iem), kas atrodas pret to. Objekts parādīsies pilnkrāsains, bet otrādi uz ekrāna/sienas, kas atrodas pretī caurumam tumšajā telpā. Skaidrojums ir tāds, ka gaisma pārvietojas taisnā līnijā, un, kad daži stari, kas atstaroti no spilgta objekta, iziet caur mazu caurumu plānā materiālā, tie nevis izkliedējas, bet gan krustojas un veidojas kā apvērsts attēls uz plakanas baltas virsmas, kas atrodas paralēli caurumam. Ib Al-Haithams konstatēja, ka, jo mazāks ir caurums, jo skaidrāks ir attēls.

Lai gan gan pinhole kamera, gan camera obscura tiek piedēvēta Ibn al-Hajtamam, camera obscura pirmo reizi tika aprakstīta Aristotelī, kurš pirmais aprakstīja, kā veidojas attēls uz acs, kā analogiju izmantojot camera obscura. Alhazens apgalvo (latīņu tulkojumā) un attiecībā uz camera obscura saka: "Et nos non inventimus ita", mēs to neizgudrojām.

Alhakena novērojumi par gaismas uzvedību caur caurulīti

Tūrisma objekti

Dažas camera obscura kameras ir uzbūvētas kā tūrisma atrakcijas, un bieži vien tās ir lielas kameras formā augstā ēkā, ko var aptumšot, lai uz horizontālas virsmas caur rotējošu lēcu varētu projicēt "dzīvu" ārpasaules panorāmu. Lai gan līdz mūsdienām ir saglabājušies tikai daži piemēri, tie ir atrodami šādās vietās:

• Edinburga Skotijā - Skatiet Camera Obscura vietni
• Johannesburga Dienvidāfrikā
• Pretorija Dienvidāfrikā
• Keiptauna Dienvidāfrikā
• Lisabona un Tavira Portugālē
• Santa Monika Kalifornijā
• Losandželosa, Grifita observatorija
• Sanfrancisko, Cliff House
• Ziemeļkarolīnas "Mākoņu kamera kokiem un debesīm"
• Havana Kubā
• Karaliskā observatorija, Grīnviča, Londona
• Marburga, Vācija
• Kentwell Hall, Sufolka

Ir arī pārnēsājams eksemplārs, ar kuru Willett & Patteson ceļo pa Angliju un pasauli.

Saistītās lapas

• Optika
• Kameras