Camera obscura

Löytö ja alkuperä

Ensimmäisen kerran reikäkameran, camera obscuran edeltäjän, periaatteet mainitaan ja löydetään kiinalaiselta filosofilta ja mohilaisuuden perustajalta Mozilta (470 eaa. - 390 eaa.). Myöhemmin Aristoteles (384-322 eaa.) ymmärsi reikäkameran optisen periaatteen. Hän katseli osittain pimenevän auringon puolikuun muotoa, joka heijastui maahan seulan reikien läpi, ja lehtipuun lehtien välisiä aukkoja.

Ensimmäisen camera obscuran rakensi myöhemmin Basrassa syntynyt irakilainen tiedemies Abu Ali Al-Hasan Ibn al-Haytham (965-1039 jKr.), joka tunnettiin lännessä nimellä Alhacen tai Alhazen ja joka teki käytännön kokeita optiikasta kirjassaan Book of Optics.

Ibn Al-Haitham käytti eri kokeiluissaan termiä "al-Bayt al-Muẓlim" (arabiaksi: البيت المظلم), joka on suomeksi käännettynä pimeä huone. Kokeessa, jonka hän suoritti osoittaakseen, että valo kulkee ajassa ja nopeudella, hän sanoo: "Jos reikä peitettiin verholla ja verho otettiin pois, reiästä vastakkaiselle seinälle kulkeva valo kuluttaa aikaa." Hän sanoo: "Jos reikä peitettiin verholla ja verho otettiin pois, reiästä vastakkaiselle seinälle kulkeva valo kuluttaa aikaa". Hän toisti saman kokemuksen todetessaan, että valo kulkee suorina linjoina. Paljastavin koe, joka tosiaan toi camera obscuran käyttöön, oli hänen tutkimuksissaan auringon kuvan puolikuun muodosta pimennysten aikana, jota hän havaitsi ikkunaluukkuihin tehdystä pienestä reiästä vastakkaisella seinällä. Hänen kuuluisassa esseessään "Pimennyksen muodosta" (Maqālah fī Sura al-Kosūf) (arab: مقالة في صورةالكسوف) hän kommentoi havaintoaan seuraavasti: "Auringon kuva auringonpimennyksen aikaan, ellei se ole täydellinen, osoittaa, että kun sen valo kulkee kapean, pyöreän reiän läpi ja heittyy reikää vastapäätä olevalle tasolle, se saa kuun sirpin muodon".

Auringonvaloa koskevassa kokeessaan hän laajensi havaintonsa valon tunkeutumisesta reiän läpi ja päätteli, että kun auringonvalo saavuttaa reiän ja tunkeutuu sen läpi, se muodostaa kartiomaisen muodon reiän kohdissa, jotka kohtaavat reiän kohdalla, ja myöhemmin se muodostaa toisen kartiomaisen muodon, joka on käänteinen ensimmäiseen verrattuna pimeän huoneen vastakkaisella seinällä. Näin tapahtuu, kun auringon valo poikkeaa pisteestä "ﺍ", kunnes se saavuttaa aukon "ﺏﺤ" ja heijastuu sen läpi valkokankaalle valopisteessä "ﺩﻫ". Koska aukon ja näytön välinen etäisyys on merkityksetön verrattuna aukon ja auringon väliseen etäisyyteen, auringonvalon hajonnan aukon läpi kuljettuaan pitäisi olla merkityksetön. Toisin sanoen "ﺏﺤ" pitäisi olla suunnilleen yhtä suuri kuin "ﺩﻫ". Sen havaitaan kuitenkin olevan paljon suurempi kuin "ﻙﻁ", kun "ﻙﻁ"-luvun ääripäitä muodostavien säteiden kulkureittejä seurataan takaisin päinvastaiseen suuntaan, havaitaan, että ne kohtaavat aukon ulkopuolella olevassa pisteessä ja poikkeavat sitten jälleen kohti aurinkoa, kuten kuvassa 1 on esitetty. Tämä oli todellakin ensimmäinen tarkka kuvaus Camera Obscura -ilmiöstä.

Kameran näkökulmasta valoa tulee huoneeseen reiän läpi, ja se lähettää mukanaan huoneeseen päin olevan kohteen (kohteet). Esine näkyy täysissä väreissä, mutta ylösalaisin pimeässä huoneessa reikää vastapäätä olevalla valkokankaalla/seinällä. Selitys on, että valo kulkee suoraviivaisesti, ja kun osa kirkkaasta kohteesta heijastuneista säteistä kulkee ohuessa materiaalissa olevan pienen reiän läpi, ne eivät hajoa, vaan risteävät ja muodostuvat uudestaan ylösalaisin olevana kuvana tasaiselle valkoiselle pinnalle, jota pidetään samansuuntaisesti reiän kanssa. Ib Al-Haitham totesi, että mitä pienempi reikä on, sitä selkeämpi kuva on.

Vaikka sekä reikäkameran että camera obscuran katsotaan olevan Ibn al-Haythamin ansiota, camera obscuran kuvasi ensimmäisenä Aristoteles, joka kuvasi ensimmäisenä, miten kuva muodostuu silmässä, käyttäen camera obscuraa analogiana. Alhazen toteaa (latinankielisessä käännöksessä), ja camera obscuraan liittyen: "Et nos non inventimus ita", me emme keksineet tätä.

Alhacenin havainnot valon käyttäytymisestä neulanreiän läpi.

Matkailukohteet

Jotkin camera obscurat on rakennettu matkailunähtävyyksiksi, ja ne ovat usein korkeassa rakennuksessa sijaitsevia suuria kammioita, jotka voidaan pimentää niin, että pyörivän linssin kautta heijastetaan vaakasuoralle pinnalle "elävä" panoraamakuva ulkomaailmasta. Vaikka nykyään on säilynyt vain vähän tällaisia rakennuksia, esimerkkejä löytyy seuraavista paikoista:

• Edinburgh Skotlannissa - Katso Camera Obscura -sivusto
• Johannesburg Etelä-Afrikassa
• Pretoria Etelä-Afrikassa
• Kapkaupunki Etelä-Afrikassa
• Lissabon ja Tavira Portugalissa
• Santa Monica Kaliforniassa
• Los Angeles Griffithin observatoriossa
• San Francisco Cliff Housessa
• Pohjois-Carolinan "Pilvikammio puille ja taivaalle"
• Havanna Kuubassa
• Kuninkaallinen observatorio, Greenwich, Lontoo
• Marburg, Saksa
• Kentwell Hall, Suffolk

Willett & Pattesonilla on myös kannettava malli, joka kiertää Englannissa ja maailmalla.

Aiheeseen liittyvät sivut

• Optiikka
• Kamerat