Изобретения и техника9-11 г.

Фотоапаратът: как се хваща светлина

Как една дупчица, леща и сензор превръщат светлината в снимка и защо първата снимка е правена с часове.

Робко

Бип-бип, Робко е тук! Загадка: как една машина хваща светлината и я затваря в картинка, която можеш да гледаш след сто години?

Реши теста

История от живота

Около 1826 г. французинът Жозеф Нисефор Ниепс насочил кутия с леща през прозореца на къщата си. Вътре сложил плоча, покрита с вещество, което бавно потъмнява на светлина. Светлината трябвало да пада върху плочата с часове, а може би и с дни. Така се получила най-старата запазена снимка от природата: покриви и стени, гледани от прозореца. Днес телефонът ти прави снимка за по-малко от секунда.

Разбери го стъпка по стъпка

  1. Тъмната стая с дупчица

    Ако в тъмна стая има мъничка дупка, през нея влиза светлина и на отсрещната стена се появява картина на света отвън. Картината е обърната с главата надолу. Това се нарича камера обскура, на латински „тъмна стая“. Хората я познават от стотици години.

  2. Лещата

    Лещата е извито стъкло, което събира светлината и прави картината ясна и ярка. Без леща снимката е тъмна или размазана. Като завъртиш обектива, фокусираш, тоест правиш нещо далечно или близко да е рязко.

  3. Блендата и затворът

    Блендата е отвор, който става по-голям или по-малък и пуска повече или по-малко светлина. Затворът е като вратичка, която се отваря за много кратко, например за една стотна от секундата. Заедно те решават колко светлина ще влезе.

  4. Сензорът и пикселите

    В цифровия фотоапарат светлината пада върху сензор с милиони мънички квадратчета, наречени пиксели. Всяко квадратче запомня цвят и яркост. Един мегапиксел е един милион пиксела.

Представи си така: Фотоапаратът е като окото ти. Зеницата е блендата: на тъмно се разширява, на силно слънце се свива. Лещата на окото фокусира, а ретината отзад е като сензора. Дори картината в окото е обърната, но мозъкът я обръща вместо теб!

ИнфографикаКак се развивал фотоапаратът
  1. около 1826Ниепс прави най-старата запазена снимка от прозореца си
  2. 1839Дагер представя дагеротипа, снимките стават по-бързи
  3. 1888Kodak пуска фотоапарат с лента за всеки човек
  4. 1975Стивън Сасон прави първия цифров фотоапарат
  5. 2000-теФотоапаратите влизат в телефоните

Решени примери

Защо снимка на тъмно често излиза размазана?

Затворът стои отворен по-дълго, за да събере повече светлина. Ако ръката ти мръдне през това време, картината се размазва.

Защо в камерата обскура картината е с главата надолу?

Светлината се движи по прави линии. Лъчът от върха на дървото минава през дупката и пада долу, а лъчът от корена пада горе.

Снимка има 4000 пиксела на ширина и 3000 на височина. Колко мегапиксела е?

4000 по 3000 = 12 000 000 пиксела, тоест 12 мегапиксела.

Внимавай с тези грешки

  • Фотоапаратът изпраща лъчи към предметите, за да ги снима.Обратно е: фотоапаратът само хваща светлината, която идва от предметите към него.
  • Повече мегапиксели винаги значи по-хубава снимка.Важни са и лещата, и сензорът, и светлината. Малък сензор с много пиксели на тъмно може да снима по-лошо.
  • Първите снимки били цветни, само хората ги боядисвали черно-бели.Първите снимки били черно-бели или кафеникави. Цветни снимки за всички станали много по-късно.

Задачи

Лесни

  1. Застани пред огледало в стаята. Погледни зениците си, после изгаси лампата за малко и пак светни. Какво става със зениците?

    Подсказка

    Гледай черното кръгче в средата на окото.

    Отговор

    На тъмно зениците се разширяват, а на светло се свиват, точно като блендата.

  2. Кои части на фотоапарата пускат светлина вътре и за колко време?

    Подсказка

    Едната е отвор, другата е вратичка.

    Отговор

    Блендата решава колко широко е отвърстието, а затворът колко време е отворен.

Средни

  1. Снимка има 2000 на 1000 пиксела. Колко мегапиксела е?

    Подсказка

    Един мегапиксел е един милион.

    Отговор

    2000 по 1000 = 2 000 000, тоест 2 мегапиксела.

  2. Направи две снимки (с разрешение): една на светло, една в тъмна стая, без светкавица. Сравни ги. Коя е по-рязка и защо?

    Подсказка

    Помисли колко светлина има във всяка стая.

    Отговор

    Обикновено на светло е по-рязка. На тъмно затворът стои отворен по-дълго и снимката се размазва при движение.

Трудни

  1. Най-старата снимка е от около 1826 г., а първият цифров фотоапарат е от 1975 г. Колко години са между тях?

    Подсказка

    Извади по-малкото число от по-голямото.

    Отговор

    1975 минус 1826 = 149 години.

  2. Дървото е високо 6 м и е на 30 м от дупката на камера обскура. Екранът е на 1 м зад дупката. Колко висока ще е картината на дървото?

    Подсказка

    Разстоянието до екрана е 30 пъти по-малко от разстоянието до дървото.

    Отговор

    30 пъти по-малка: 6 м делено на 30 = 0,2 м, тоест 20 см, и обърната надолу.

Мини проект · 40 минути

Камера обскура от кутия

Цел: Да видим как светлината сама рисува картина през дупчица.

  1. Вземи кутия от обувки. Боядисай отвътре в черно или облепи с черна хартия.
  2. С възрастен изрежи квадратче в едната страна и го покрий с алуминиево фолио.
  3. С възрастен пробий в фолиото малка дупчица с карфица.
  4. В отсрещната страна изрежете прозорче и го покрийте с паус или бяла хартия за печене.
  5. Покрий главата си и кутията с тъмно одеяло и насочи дупчицата към светъл прозорец или към двора.
  6. Наблюдавай картината на хартията. Опитай да направиш дупката малко по-голяма и сравни.

Накрая: Обърната цветна картина на света отвън, нарисувана само от светлина, и бележка какво става с по-голяма дупка.

Тест с точки

10 въпроса, 18 точки, оценка накрая и разбор какво да преговориш.

Започни теста

Още от „Изобретения и техника“

Изобретения и техника9-11 г.Влаковете: от парата до 300 км/чКак парната машина задвижва първите локомотиви и как днешните бързи влакове стигат 300 км/ч.Изобретения и техника9-11 г.Дроновете: летящите камериКак дронът се държи във въздуха, защо витлата се въртят в различни посоки и за какво помагат дроновете на хората.Изобретения и техника9-11 г.Електричеството: откъде идва токът в контактаПътят на тока от електроцентралата през далекопроводите до контакта вкъщи и защо с него не се играе.Изобретения и техника9-11 г.Колата: какво има под капакаКакво има под капака на колата: двигател с 4 такта, скоростна кутия, спирачки и как работи електрическата кола.Изобретения и техника9-11 г.Лостът, колелото и макарата: простите машиниКак лост, колело и макара ти дават суперсила и защо Архимед искал да повдигне Земята.Изобретения и техника9-11 г.Мостовете: как издържат толкова тежестЗащо мостовете не падат под камиони и влакове: натиск и опън, арки, въжета и мостът, който се разлюля от вятъра.

Всички теми в „Изобретения и техника“