Camera obscura

Odkrycie i pochodzenie

Pierwsze wzmianki i odkrycie zasad działania kamery otworkowej, prekursora camera obscura, należą do Moziego (470 p.n.e.-390 p.n.e.), chińskiego filozofa i założyciela mahizmu. Później Arystoteles (384 - 322 p.n.e.) zrozumiał optyczną zasadę działania kamery otworkowej. Widział on kształt półksiężyca częściowo zaćmionego słońca, rzutowany na ziemię przez otwory w sicie i szczeliny między liśćmi płaskiego drzewa.

Pierwszą camera obscura zbudował później iracki uczony Abu Ali Al-Hasan Ibn al-Haytham, urodzony w Basrze (965-1039 n.e.), znany na Zachodzie jako Alhacen lub Alhazen, który przeprowadził praktyczne eksperymenty z zakresu optyki w swojej Księdze optyki.

W różnych eksperymentach Ibn Al-Haitham używał terminu "al-Bayt al-Muẓlim" (arabski: البيت المظلم), tłumaczonego na angielski jako ciemny pokój. W eksperymencie, którego się podjął, aby ustalić, że światło przemieszcza się w czasie i z prędkością, mówi: "Jeśli otwór był zasłonięty zasłoną i zasłona została zdjęta, światło podróżujące z otworu do przeciwległej ściany będzie zużywać czas." Powtórzył to samo doświadczenie, gdy ustalił, że światło podróżuje po liniach prostych. Najbardziej odkrywczym eksperymentem, który rzeczywiście wprowadził camera obscura, były jego badania nad półksiężycowatym kształtem obrazu Słońca podczas zaćmienia, który obserwował na ścianie naprzeciwko małego otworu zrobionego w okiennicach. W swoim słynnym eseju "O formie zaćmienia" (Maqālah fī Sura al-Kosūf) (arabski: مقالة في صورةالكسوف) skomentował swoją obserwację: "Obraz Słońca w czasie zaćmienia, o ile nie jest ono całkowite, pokazuje, że gdy jego światło przechodzi przez wąski, okrągły otwór i jest rzucane na płaszczyznę przeciwną do otworu, przybiera formę księżyca-sikory".

W swoim eksperymencie ze światłem słonecznym rozszerzył obserwację przenikania światła przez otwór i doszedł do wniosku, że kiedy światło słoneczne dociera do otworu i przez niego przenika, tworzy w punktach stykających się z otworem stożkowy kształt, który później na przeciwległej ścianie w ciemnym pokoju tworzy kolejny stożkowy kształt odwrotny do pierwszego. Dzieje się tak, gdy światło słoneczne rozchodzi się od punktu "ﺍ" aż do otworu "ﺏﺤ" i jest przez niego rzutowane na ekran w miejscu świecącym "ﺩﻫ". Ponieważ odległość między przesłoną a ekranem jest niewielka w porównaniu z odległością między przesłoną a słońcem, rozbieżność światła słonecznego po przejściu przez przesłonę powinna być niewielka. Innymi słowy, "ﺏﺤ" powinno być mniej więcej równe "ﺩﻫ". Jednak zaobserwowano, że jest ono znacznie większe "ﻙﻁ". Gdy ścieżki promieni tworzących końce "ﻙﻁ" zostaną prześledzone w odwrotnym kierunku, okaże się, że spotykają się one w punkcie poza przesłoną, a następnie ponownie rozchodzą się w kierunku słońca, jak pokazano na rysunku 1. Był to rzeczywiście pierwszy dokładny opis zjawiska Camera Obscura.

Mówiąc językiem kamery, światło wpada do pomieszczenia przez otwór i przenosi się na obiekt(y) znajdujący(e) się przed nim. Obiekt pojawi się w pełnym kolorze, ale do góry nogami na ekranie/ścianie projekcyjnej naprzeciwko otworu w ciemnym pomieszczeniu. Wyjaśnienie jest takie, że światło porusza się w linii prostej i kiedy niektóre z promieni odbitych od jasnego przedmiotu przechodzą przez mały otwór w cienkim materiale, nie rozpraszają się, ale krzyżują i tworzą obraz do góry nogami na płaskiej białej powierzchni trzymanej równolegle do otworu. Ib Al-Haitham ustalił, że im mniejszy jest otwór, tym wyraźniejszy jest obraz.

Chociaż zarówno kamera otworkowa, jak i camera obscura są przypisywane Ibn al-Haythamowi, camera obscura została po raz pierwszy opisana przez Arystotelesa, który jako pierwszy opisał, jak obraz powstaje na oku, używając camera obscura jako analogii. Alhazen stwierdza (w tłumaczeniu łacińskim), a w odniesieniu do camera obscura: "Et nos non inventimus ita", nie my to wymyśliliśmy.

Obserwacje Alhacena dotyczące zachowania się światła w otworku

Atrakcje turystyczne

Niektóre camera obscura zostały zbudowane jako atrakcje turystyczne, często przyjmując formę dużej komory w wysokim budynku, który może być zaciemniony tak, że "na żywo" panorama świata na zewnątrz jest wyświetlana na poziomej powierzchni przez obracającą się soczewkę. Chociaż niewiele z nich przetrwało do dziś, ich przykłady można znaleźć w następujących miejscach:

• Edynburg w Szkocji - Zobacz stronę Camera Obscura
• Johannesburg w Republice Południowej Afryki
• Pretoria w RPA
• Kapsztad w RPA
• Lizbona i Tavira w Portugalii
• Santa Monica w Kalifornii
• Los Angeles w Obserwatorium Griffitha
• San Francisco w Cliff House
• "Komora chmur dla drzew i nieba" w Karolinie Północnej
• Hawana na Kubie
• Królewskie Obserwatorium, Greenwich, Londyn
• Marburg, Niemcy
• Kentwell Hall, Suffolk

Istnieje również przenośny egzemplarz, który Willett & Patteson obwozi po Anglii i świecie.

Powiązane strony

• Optyka
• Kamery