Camera obscura (optica)

Ontdekking en oorsprong

De eerste vermelding en ontdekking van de principes achter de pinhole camera, een voorloper van de camera obscura, behoren toe aan Mozi (470 BC tot 390 BC), een Chinese filosoof en stichter van het Mohisme. Later begreep Aristoteles (384 tot 322 v.Chr.) het optische principe van de pinhole camera. Hij bekeek de halvemaanvorm van een gedeeltelijk verduisterde zon geprojecteerd op de grond door de gaten in een zeef, en de spleten tussen de bladeren van een plataanboom.

De eerste camera obscura werd later gebouwd door een Iraakse wetenschapper genaamd Abu Ali Al-Hasan Ibn al-Haytham, geboren in Basra (965-1039 AD), in het Westen bekend als Alhacen of Alhazen, die praktische experimenten over optica uitvoerde in zijn Boek van de Optica.

In zijn verschillende experimenten gebruikte Ibn Al-Haitham de term "al-Bayt al-Muẓlim" (Arabisch: البيت المظلم), in het Engels vertaald als donkere kamer. In het experiment dat hij deed om vast te stellen dat licht reist in de tijd en met snelheid, zegt hij: "Als het gat bedekt was met een gordijn en het gordijn werd weggenomen, zal het licht dat van het gat naar de tegenoverliggende muur reist, tijd verbruiken." Hij herhaalde dezelfde ervaring toen hij vaststelde dat licht in rechte lijnen reist. Het meest onthullende experiment dat inderdaad de camera obscura introduceerde, was zijn studie van de halve maanvorm van het beeld van de zon tijdens verduisteringen, die hij waarnam op de muur tegenover een klein gaatje dat in de luiken van het raam was gemaakt. In zijn beroemde essay "Over de vorm van de verduistering" (Maqālah fī Sura al-Kosūf) (Arabisch: مقالة في صورةالكسوف) gaf hij commentaar op zijn waarneming "Het beeld van de zon ten tijde van de verduistering, tenzij deze totaal is, toont aan dat wanneer haar licht door een smal, rond gat gaat en op een vlak tegenover het gat wordt geworpen, het de vorm aanneemt van een maan-sikkel".

In zijn experiment met het zonlicht breidde hij zijn waarneming van de doordringing van licht door het gaatje uit tot de conclusie dat wanneer het zonlicht het gaatje bereikt en doordringt, het een kegelvorm maakt op de punten die bij het gaatje samenkomen, en later nog een kegelvorm omgekeerd aan de eerste vormt op de tegenoverliggende muur in de donkere kamer. Dit gebeurt wanneer het zonlicht uit het punt "ﺍ" divergeert tot het een opening "ﺏﺤ" bereikt en door deze opening wordt geprojecteerd op een scherm op de lichtgevende plaats "ﺩﻫ". Aangezien de afstand tussen het diafragma en het scherm onbeduidend is in vergelijking met de afstand tussen het diafragma en de zon, zou de divergentie van het zonlicht na door het diafragma te zijn gegaan, onbeduidend moeten zijn. Met andere woorden, "ﺏﺤ" zou ongeveer gelijk moeten zijn aan "ﺩﻫ". Wanneer echter de paden van de stralen die de uiteinden van "ﻙﻁ" vormen in omgekeerde richting worden gevolgd, blijkt dat zij samenkomen in een punt buiten de opening en dan weer divergeren in de richting van de zon, zoals geïllustreerd in figuur 1. Dit was inderdaad de eerste nauwkeurige beschrijving van het Camera Obscura-fenomeen.

In camerataal opzicht komt het licht door het gat de kamer binnen en zendt het het (de) voorwerp(en) mee. Het voorwerp verschijnt in volle kleur maar ondersteboven op het projectiescherm/wand tegenover het gat in de donkere kamer. De verklaring is dat licht in een rechte lijn reist en wanneer een deel van de stralen die van een helder voorwerp worden weerkaatst door het kleine gaatje in dun materiaal gaan, verstrooien zij niet maar kruisen elkaar en vormen een ondersteboven beeld op een plat wit oppervlak dat evenwijdig aan het gaatje wordt gehouden. Ib Al-Haitham stelde vast dat hoe kleiner het gaatje is, hoe duidelijker het beeld is.

Hoewel zowel de pinhole camera als de camera obscura wordt toegeschreven aan Ibn al-Haytham, werd de camera obscura voor het eerst beschreven door Aristoteles, die als eerste beschreef hoe een beeld op het oog wordt gevormd, waarbij hij de camera obscura als analogie gebruikte. Alhazen zegt (in de Latijnse vertaling), en met betrekking tot de camera obscura, "Et nos non inventimus ita", wij hebben dit niet uitgevonden.

Alhacen's observaties van het gedrag van licht door een pinhole

Toeristische attracties

Sommige camera obscura zijn gebouwd als toeristische attractie, vaak in de vorm van een grote kamer in een hoog gebouw die kan worden verduisterd zodat een "live" panorama van de wereld buiten door een draaiende lens op een horizontaal vlak wordt geprojecteerd. Hoewel er nu nog maar weinig bewaard zijn gebleven, zijn er voorbeelden te vinden op de volgende locaties:

• Edinburgh in Schotland - Bekijk de Camera Obscura site
• Johannesburg in Zuid-Afrika
• Pretoria in Zuid-Afrika
• Kaapstad in Zuid-Afrika
• Lissabon en Tavira in Portugal
• Santa Monica in Californië
• Los Angeles bij het Griffith Observatory
• San Francisco in het Cliff House
• North Carolina's "Wolkenkamer voor de Bomen en de Hemel"
• Havana in Cuba
• Koninklijk Observatorium, Greenwich, Londen
• Marburg, Duitsland
• Kentwell Hall, Suffolk

Er is ook een draagbaar exemplaar dat Willett & Patteson rondtoeren in Engeland en de rest van de wereld.

Verwante pagina's

• Optiek
• Camera's