![Page 1: Тема: «Старт в науку: камера обскура»vsks.nnov.ru/wp-content/uploads/2015/02/PROEKT-kamera-obskura-r… · Но для того чтобы наблюдать](https://reader035.vdocuments.mx/reader035/viewer/2022081617/602042e72766a419e03ce9f1/html5/thumbnails/1.jpg)
МОУ Воскресенская средняя школа
Исследовательский проект по физике
Тема:
«Старт в науку: камера-обскура»
Автор: Зайцев Александр,
ученик 7 «в» класса,13лет
Руководитель:
Князева Нина Борисовна,
учитель физики.
р. п. Воскресенское
2018 год
![Page 2: Тема: «Старт в науку: камера обскура»vsks.nnov.ru/wp-content/uploads/2015/02/PROEKT-kamera-obskura-r… · Но для того чтобы наблюдать](https://reader035.vdocuments.mx/reader035/viewer/2022081617/602042e72766a419e03ce9f1/html5/thumbnails/2.jpg)
2
Оглавление
1. Введение……………………………………………………………………………. 3
2. Основная часть………………………………………………………………………3
2.1. Что такое камера-обскура?......................................................................3,4
2.2. Принцип работы камеры-обскуры…………………………………………4
2.3. Закон прямолинейного распространения света…………………………...4,5
2.4. Изготовление камеры-обскуры. ……………………………………………5
2.5. Первоначальное использование камеры-обскуры…………………………5,6
2.6. Астрономическое применение камеры-обскуры…………………………..6
3. Заключение……………………………………………………………………………7
4. Литература…………………………………………………………………………….8
5. Приложение…………………………………………………………………………...9
![Page 3: Тема: «Старт в науку: камера обскура»vsks.nnov.ru/wp-content/uploads/2015/02/PROEKT-kamera-obskura-r… · Но для того чтобы наблюдать](https://reader035.vdocuments.mx/reader035/viewer/2022081617/602042e72766a419e03ce9f1/html5/thumbnails/3.jpg)
3
Введение:
В 2013 году произошло частичное солнечное затмение, которое я наблюдал у нас в
Воскресенском. Но для того чтобы наблюдать за солнцем нужны специальные светофильтры
для защиты глаз. Также меня очень интересует вопрос о природе света, о законах его
распространения. Я обратился к учителю физики и узнал, что есть очень простой физический
прибор, с помощью которого легко проиллюстрировать закон распространения света и понять
построение изображение предмета с помощью световых лучей. Этим прибором является
камера-обскура.
Цель работы: изучение принципа работы камеры-обскуры и изготовление камеры-
обскуры для занятий на уроках, физических и астрономических кружках.
Задачи:
- изучить литературу по данной теме;
- изучить принцип работы камеры-обскуры;
- изготовить камеру-обскуру;
- провести наблюдения солнца с помощью «солнечного телескопа»;
Гипотеза – при помощи камеры-обскуры - простейшего устройства, изготовленной в
домашних условиях из подручных материалов, каждый может получить качественные
изображение объектов, в том числе изображения солнца, без вреда для зрения.
2. Основная часть.
2.1.Что такое камера-обскура?
Ка мера-обску ра (лат. camera obscūra — «тёмная комната») — простейший вид
устройства, позволяющего получать оптическое изображение объектов. Так уж сложилось, что
в русском языке термином «камера-обскура» обозначают два разных прибора: во-первых,
классическую «тёмную коробку с маленьким отверстием», играющим роль примитивного
объектива, и, во-вторых, проекционную линзовую камеру, прототип фотоаппарата.
Когда была изобретена камера-обскура точно неизвестно, в своем самом простом
варианте известна с античности — ее описание приводят Аристотель и Евклид, в V веке до н.э.
китайский философ Ми Ти описал возникновение изображения на стене затемненной комнаты.
![Page 4: Тема: «Старт в науку: камера обскура»vsks.nnov.ru/wp-content/uploads/2015/02/PROEKT-kamera-obskura-r… · Но для того чтобы наблюдать](https://reader035.vdocuments.mx/reader035/viewer/2022081617/602042e72766a419e03ce9f1/html5/thumbnails/4.jpg)
4
2.2. Принцип работы камеры-обскуры
Суть работы камеры состоит в том, что световые лучи, проходя через отверстие, дают на
противоположной стенке перевернутое изображение того, что находится перед камерой-
обскурой. Примерно то же, что и в фотоаппарате. (Кстати, камера-обскура и была прототипом
обычного фотоаппарата), используя стекло (линзы) можно получать изображения любого
размера.
2.3. Закон прямолинейного распространения света.
Интересующее меня «камера» работает на основе закона прямолинейного
распространения света.
Прямолинейное распространение света – факт, установленный в глубокой древности. Об
этом писал основатель геометрии Евклид (300 лет до н. э.). Прямолинейностью
распространения света в природной среде объясняется образование тени и полутени.
Образованием тени при падении света на не прозрачный предмет объясняются такие явления
как затмение Солнца и Луны.
2.4. Изготовление камеры-обскуры.
Мы нашли руководство по изготовлению камеры-обскуры и приступили к изготовлению
из картона (смотри приложение ). Камеру сделали более совершенной, путём замены отверстия
на линзу. В результате мы получили более яркий пучок света, что сделало изображение ярче.
Теперь осталось применить камеру-обскуру по назначению, т. е посмотреть, как предметы в
ней отображаются. Результат нас порадовал, ярко освещённые предметы отображались хорошо.
Рис. 1 Построение изображения
свечи с помощью световых лучей Рис. 2 Схема камеры-обскуры,
применяемой для рисования
![Page 5: Тема: «Старт в науку: камера обскура»vsks.nnov.ru/wp-content/uploads/2015/02/PROEKT-kamera-obskura-r… · Но для того чтобы наблюдать](https://reader035.vdocuments.mx/reader035/viewer/2022081617/602042e72766a419e03ce9f1/html5/thumbnails/5.jpg)
5
Процесс работы над камерой (смотри приложение)
Изображение предмета, полученное с помощью
камеры-обскуры.
Камера-обскура готова!
2.5 Первоначальное применение камеры-обскуры.
Первоначально камера-обскура использовалась художниками для создания городских
панорам.. Особенно это часто делали в XVII и XVIII в.в. это был средневековый аналог
фотографии без плёнки. Многие хорошие картины и гравюры известных парков, замков,
дворцов были в начале размечены по экрану, лишь потом дорисованы. К середине XVI века
камеру0обскуру оснастили линзовым объективом и зеркалом, в результате чего изображение в
ней стало ярким и прямым и она приобрела популярность, особенно среди не очень умелых
художников, использовавших её для точной зарисовки пейзажей. Существовали крупные
обскуры – в человеческий рост, а были и портативные.
Вид Делфта. Около 1660-1661.
Холст, масло. 98,5 х 117,5 см. Маурицхёйс. Гаага
![Page 6: Тема: «Старт в науку: камера обскура»vsks.nnov.ru/wp-content/uploads/2015/02/PROEKT-kamera-obskura-r… · Но для того чтобы наблюдать](https://reader035.vdocuments.mx/reader035/viewer/2022081617/602042e72766a419e03ce9f1/html5/thumbnails/6.jpg)
6
Достоверно известно, что именно благодаря камере-обскуре в середине XVIII века
известный «ланкартный гравёр и в перспективе мастер» Михаил Махаев сумел в достаточно
короткие сроки выполнить для готовившегося к 50-летию Петербурга альбома два десятка
«першпектов» столицы, а затем, из-за очевидного успеха этой работы, получил подобные
заказы — по «снятию видов» окрестностей Петербурга, Шереметьевской усадьбы Кусково, а
также вида Московского кремля. Камерой-обскурой пользовались при подготовке «Атласа
Архангельской губернии» конца XVIII века, — в изготовлении пятидесяти «видов» городов и
монастырей России.
Изготовив портативную камеру-обскуру, мы испытали её в действии. Я чётко увидел
изображения предметов на прозрачной кальке. Благодаря установленному зеркалу изображение
получалось прямым, а не перевёрнутым.
2.6 Астрономическое применение камеры-обскуры.
Камера подходит не только для художественных, но и для астрономических целей. Читая
предложенную литературу, я наткнулся на проведённый эксперимент в Государственном
астрономическом институте им. П.К.Штернберга (МГУ). Речь идет о наблюдении Солнца,
имеющего колоссальную поверхностную яркость и потому доступного весьма детальному
исследованию при помощи классической ("дырочной") камеры-обскуры.
В здании Государственного астрономического института находится вертикальный
солнечный телескоп, широкая труба которого длиной 18 м пронизывает здание института от
крыши до подвала (рис. 3). В наглухо закрытом верхнем проеме трубы было оставлено круглое
отверстие диаметром 6 мм, а внизу, непосредственно над зеркальным объективом солнечного
телескопа, на расстоянии около 17 м от входного отверстия мы разместили белый экран.
Никаких оптических элементов между входным отверстием и экраном камеры не было. Первое
наблюдение состоялось 19 мая 1998 г.
Нам с руководителем захотелось провести подобный эксперимент. Для этого мы
превратили в камеру-обскуру целый кабинет, затемнив его. Вот схема нашего эксперимента
(рис.4).
штора
Рис. 4.
Рис. 3. Схема камеры-обскуры внутри
вертикального солнечного телескопа ГАИШ.
![Page 7: Тема: «Старт в науку: камера обскура»vsks.nnov.ru/wp-content/uploads/2015/02/PROEKT-kamera-obskura-r… · Но для того чтобы наблюдать](https://reader035.vdocuments.mx/reader035/viewer/2022081617/602042e72766a419e03ce9f1/html5/thumbnails/7.jpg)
7
В результате проведения наблюдения за Солнцем 9 и 11 марта с помощью тёмной
комнаты и отверстия в ширме размером 5 мм, мы получили изображение Солнечного диска
размером 4 см. Этого достаточно, чтобы в будущем наблюдать частное солнечное затмение,
которое состоится на территории Росси в наших широтах 11 августа 2018 года в 12 ч 47 мин
м.в.
3. Заключение
Камера-обскура - простейший вид устройства, позволяющий получать оптическое
изображение объектов, представляет собой светонепроницаемый ящик с отверстием в одной из
стенок и экраном (матовым стеклом или тонкой белой бумагой) на противоположной стенке.
Принцип работы камеры-обскуры парадоксально прост и основан на законе
прямолинейного распространения света. В практическом смысле, данный феномен
используется при создании изображений предметов на плоскости.
По моему мнению, поставленная цель, то есть ознакомление с феноменом «камера-
обскура», историей понятия и практическим применением полностью выполнена.
В результате проведенной работы я ознакомился с понятием «камера-обскура»,
практическим применением, были получены изображения, а также выполнен практический
опыт.
Выдвинутая гипотеза: при помощи камеры-обскуры - простейшего вида устройства,
изготовленной в домашних условиях, каждый может получить качественные изображения
объектов- подтвердилась. Изготовить камеру-обскуру в домашних условиях из подручных
материалов и получить изображения можно, но требуется время, терпение и аккуратность в
работе, без помощи взрослых не обойтись.
Изготовленная камера-обскура может быть использована на уроках изобразительного
искусства для получения изображения объёмных предметов на плоскости. Также она
необходима на уроках физики при изучении законов распространения света.
И конечно с нетерпением буду ждать солнечного затмения, чтобы проверить работу
камеры-обскуры.
![Page 8: Тема: «Старт в науку: камера обскура»vsks.nnov.ru/wp-content/uploads/2015/02/PROEKT-kamera-obskura-r… · Но для того чтобы наблюдать](https://reader035.vdocuments.mx/reader035/viewer/2022081617/602042e72766a419e03ce9f1/html5/thumbnails/8.jpg)
8
Литература:
1. https://ru.wikipedia.org/wiki
2. Сурдин В. Г. Камера-обскура: упущенная возможность древних астрономов? //
Звездочет. 1998. N 10.
3. Сурдин В. Г. Солнечные пятна и камера-обскура // Земля и Вселенная. 1999. N1.
4. Сурдин В. Г. Готический храм - солнечная обсерватория // Звездочет. 1999. N 1
5. Сурдин В. Г., Карташев М. А. Камера-обскура // Квант. 1999. N 2.
6. http://www.nat-geo.ru/photo-master/34462-kamera-obskura-obyknovennoe-fotochudo/
7. Учебник «Физика» для 8 класса А. В. Перышкин, «Дрофа».
8. https://www.youtube.com/watch?v=MWFFAXo9ing
![Page 9: Тема: «Старт в науку: камера обскура»vsks.nnov.ru/wp-content/uploads/2015/02/PROEKT-kamera-obskura-r… · Но для того чтобы наблюдать](https://reader035.vdocuments.mx/reader035/viewer/2022081617/602042e72766a419e03ce9f1/html5/thumbnails/9.jpg)
9
Приложение.
Изготовление камеры-обскуры
Изучили материалы по данной теме и приступили к изготовлению камеры-обскуры.
Сначала определили фокусное расстояние линзы.
Собрали корпус камеры, прорезали «смотровое окно» через которое можно будет
наблюдать объекты.
Сделали подставку для зеркала
![Page 10: Тема: «Старт в науку: камера обскура»vsks.nnov.ru/wp-content/uploads/2015/02/PROEKT-kamera-obskura-r… · Но для того чтобы наблюдать](https://reader035.vdocuments.mx/reader035/viewer/2022081617/602042e72766a419e03ce9f1/html5/thumbnails/10.jpg)
10
Вырезали деталь объектива. Установили линзу.
Выполняем наблюдения Увидели чёткое изображение предметов
В ходе работы выяснили, что необходимо дополнительное ограничение света для получения
более яркого изображения. Сделали дополнительно ширму.
![Page 11: Тема: «Старт в науку: камера обскура»vsks.nnov.ru/wp-content/uploads/2015/02/PROEKT-kamera-obskura-r… · Но для того чтобы наблюдать](https://reader035.vdocuments.mx/reader035/viewer/2022081617/602042e72766a419e03ce9f1/html5/thumbnails/11.jpg)
11
ЭКСПЕРИМЕНТ: Камера-обскура (тёмная комната) эффект телескопа.
Затемнили комнату, в тёмном полотне сделали отверстие.
На экране получили «солнечный зайчик».
Измерили его диаметр.
Определили расстояния до щели в ширме.