Каждой группе необходимо:

• Картонная упаковка молока или сока емкостью 1 ½ галлона (одна на учащегося)

Поделиться со всем классом:

• Вощеная бумага
• малярная / целлофановая лента
• пины
• 3-4 фонаря (для групп для проверки своих фотоаппаратов)

Больше подобной программы

Студенты узнают, что свет распространяется от источника света по прямой линии и что лучевые диаграммы помогают нам понять, как линзы будут создавать изображения.Это подготавливает студентов к соответствующей деятельности, в которой они исследуют концепции, лежащие в основе работы камеры-обскуры.

Учащиеся узнают об основных свойствах света и о том, как свет взаимодействует с объектами. Они знакомятся с аддитивной и субтрактивной цветовой системами, а также с явлениями преломления.Учащиеся дополнительно исследуют различия между аддитивной и субтрактивной цветовой системами с помощью прогнозов, например, …

Студенты изучают концепцию оптического распознавания символов (OCR) в среде решения проблем. Они исследуют методы OCR и OCR, а затем применяют эти методы к задаче проектирования, разрабатывая алгоритмы, способные правильно «читать» числа на типичном спортивном табло средней школы….

Предварительные знания

Продольные и поперечные волны (Урок 1), Длина волны и амплитуда (Урок 2), Частота (Урок 3), Свет (Урок 6), Электромагнитные волны (Урок 7).

Введение / Мотивация

Студенты, это последнее занятие в нашем отделении звука и света.Вы все проделали огромную работу, изучая звук и свет, а также то, как инженеры используют свои знания о звуке и свете, чтобы помочь улучшить наш мир. Сегодня мы создадим что-то действительно интересное — наши маленькие фотоаппараты!

На нашем уроке мы узнали, что свет распространяется по прямым линиям и переворачивается, когда проходит через маленькое отверстие. Сегодня мы увидим этот принцип в действии. Создадим камеру!

Процедура

Фон

Сотни лет назад изображения были выгравированы на камне, а позже, с развитием модернизации, на различных типах ткани или даже бумаге.На данный момент эти изображения могли быть пейзажами, портретами или натюрмортами (например, вазой с фруктами или растением). По определению, изображение — это точная копия изображения — дубликат изображения, а не просто перерисованная копия.

Итак, до создания того, что мы знаем сегодня как цифровые фотоаппараты (или пленочные фотоаппараты, которые все еще широко используются), что люди делали, чтобы получить копию определенного изображения? Что ж, в середине 1600-х годов темная комната, также известная как темная камера или камера-обскура , ловко использовалась для переноса внешнего изображения на бумагу внутри комнаты.Поясним: в одной из стен большой комнаты есть дыра. Когда свет попадает в маленькое отверстие, внешнее изображение отражается на противоположной стене. Художник, стоя в комнате, рисовал на бумаге изображение, появившееся на стене.

Затем, в середине 1800-х годов, более распространенным стало использование камеры-обскуры . Камера-обскура была портативной, что позволяло фотографу делать (т. Е. Рисовать) снимки, которые ранее нельзя было скопировать через темную камеру или камеру-обскуру.Камера-обскура работает так же, как темная камера, в том смысле, что небольшое отверстие в боковой стенке коробки размером с рабочий стол передает изображение на противоположную стену. Поскольку световые лучи движутся по прямым линиям, изображение фактически перевернуто. Зеркала внутри коробки камеры-обскуры отражают изображение на верхнюю часть коробки, после чего художник переносит изображение на бумагу.

Сегодня, с открытием пленки и, в настоящее время, цифровых компьютеров, заключенных в небольшие корпуса размером с колоду карт, можно делать несколько снимков в быстрой последовательности.Фотографы могут выбирать фотографии, которые нужно сохранить, и те, которые нужно выбросить, одним нажатием кнопки.

Инженеры с давних времен играли большую роль в разработке фотоаппаратов — от химических растворов, используемых для проявки пленки, до новейших возможностей оцифровки современных фотоаппаратов.

А теперь давайте создадим нашу собственную камеру-обскуру, как это сделали пионеры 19 века!

Перед мероприятием

Примечание : За две недели до занятия попросите студентов принести из дома пакет молока или сока ½ галлона.Попросите студентов тщательно промыть контейнер теплой мыльной водой. Периодически напоминайте учащимся, чтобы они не забывали приносить картонные коробки.

• Соберите все необходимые материалы.
• Отрежьте верхнюю часть (сторону с носиком для разливки) каждой картонной упаковки молока / сока.

Со студентами

Примечание : в начале этого упражнения разложите несколько источников света, чтобы студенты могли смотреть на них через свои камеры. Хорошо подойдут большие фонарики, так как они яркие и их можно правильно направить.

1. Попросите учащихся приклеить кусок вощеной бумаги поверх коробки с молоком / соком. Отверстие для камеры-обскуры можно легко проткнуть безопасным булавкой. Авторское право

   Авторские права © Программа ITL, Университет Колорадо в Боулдере, 2010. Фотография пользователя Alison Pienciak.

2. Попросите их перевернуть картонную коробку на бок и с помощью прочной булавки (лучше всего подходит безопасная булавка) или сверла / сверла малого диаметра, чтобы проделать очень маленькое отверстие в нижней части коробки (это может быть внешняя сторона коробки). коробка, а не внутри).(Примечание: эффект от использования отверстий разного размера будет предметом обсуждения позже). Они должны сделать только одно отверстие, чистое и гладкое! См. Рисунок 1.
3. Когда все ученики закончат, приглушите верхний свет в комнате и включите дополнительные источники света.
4. Попросите учащихся посмотреть на источники света через свои камеры-обскуры. Напомните им, чтобы они смотрели сквозь вощеную бумагу. Изображение, которое они видят, должно быть немного нечетким, но узнаваемым.
5. Учащиеся могут перемещать камеры все ближе и дальше от источников света и смотреть, как это влияет на изображения.
6. Позвольте учащимся поэкспериментировать с размером отверстия и посмотреть, как это повлияет на изображение. Примечание: очень большие отверстия не позволяют идентифицировать изображение; проинструктируйте студентов медленно увеличивать размер отверстий для булавок.
7. Соберите студентов и обсудите, как работает их фотоаппарат. См. Ниже идеи для обсуждения. Студенты могут забрать свои фотоаппараты домой в конце дня.

Словарь / Определения

световой луч: луч света с небольшим поперечным сечением.

Камера-обскура: простая камера, в которой используется точечное отверстие для фокусировки света на поверхности позади нее. Все изображения, созданные камерой-обскурой, инвертируются — верхнее становится нижним, левое — правым. Это также можно назвать камерой-обскурой.

диаграмма лучей: изображение, которое предсказывает, как будет выглядеть изображение. Световые лучи на лучевой диаграмме изображены прямыми линиями.

Оценка

Оценка перед началом деятельности

Обзор ключевых идей : снова обсудите ключевые идеи урока со студентами.Они помнят, какой инженер работает со светом? (Ответ: инженер-оптик) Как распространяется свет? (Ответ: прямыми) Как называлась первая камера? (Ответ: камера-обскура) Посмотрите, не захотят ли ученики добровольно нарисовать лучевую диаграмму на доске.

Встроенная оценка деятельности

Как мы можем сделать это лучше? Напомните студентам о важности итераций в инженерном проектировании и побудите их во время работы со своими камерами задавать себе вопросы: «Как мы можем сделать это лучше?» Поощряйте студентов экспериментировать с новыми идеями и быть добрыми и полезными друг другу, когда они делятся идеями между собой.

Оценка после деятельности

Обсуждение класса : Чья камера-обскура работала действительно хорошо? Почему? Как размер отверстия влияет на яркость изображения на вощеной бумаге? (Ответ: Чем больше отверстие, тем ярче изображение.) Как размер отверстия влияет на резкость изображения? (Ответ: чем больше отверстие, тем более размытым будет изображение.)

Вопросы для расследования

• Кто изобрел первую камеру?
• Когда впервые были разработаны цифровые фотоаппараты?
• Сколько картин создается в Америке каждый год?

Вопросы безопасности

Напомните ученикам, что нужно быть осторожными при использовании булавок и не тыкать ими друг в друга.

Советы по поиску и устранению неисправностей

Чтобы увидеть более четкое изображение, поместите лист бумаги с рисунком или лист с вырезанной формой над источником света (т. Е. Над линзой фонарика).

Расширения деятельности

Учащимся следует предложить изучить различные камеры, внутри и снаружи, чтобы увидеть линзы и то, как размещается пленка для записи изображений.Вы можете приобрести в местном комиссионном магазине недорогие старые фотоаппараты, которые студенты смогут разобрать в классе.

Масштабирование активности

Для старших классов найдите добровольцев, которые сделают камеру-обскуру гораздо большего размера. В этой камере корпус камеры должен быть полностью закрыт с окном сбоку, чтобы видеть заднюю часть, куда падает изображение. Также можно купить пленку и разместить ее сзади камеры, чтобы сделать снимок с большой выдержкой.Подробности можно найти на http://brightbytes.com/cosite/what.html

Для младших классов занятия по-прежнему должны быть подходящими, хотя учащимся может потребоваться дополнительная помощь в изготовлении своих камер.

Дополнительная поддержка мультимедиа

Дополнительные ресурсы по изготовлению и использованию камеры-обскуры см. На веб-сайте Kodak по адресу http://www.kodak.com/eknec/PageQuerier.jhtml?pq-path=11865&pq-locale=en_US&_requestid=45980

Рекомендации

Штат Юта, История для детей, «Удивительная история фотографии», по состоянию на 31 июля 2007 г.http://ilovehistory.utah.gov/index.html

Авторские права

Авторы

Программа поддержки

Благодарности

Содержание этой учебной программы по цифровой библиотеке было разработано за счет гранта Фонда улучшения послесреднего образования (FIPSE), U.S. Министерство образования и Национальный научный фонд GK-12, грант № 0338326. Тем не менее, это содержание не обязательно отражает политику Министерства образования или Национального научного фонда, и вы не должны рассчитывать на одобрение со стороны федерального правительства.

Последнее изменение: 30 апреля 2021 г.

Как сделать камеру-обскуру

В этом уроке мы покажем вам, как сделать свою собственную камеру-обскуру и проследить путь Солнца по небу.Поступая таким образом, вы создадите солярограф: изображение типа звездного следа с большой выдержкой, но вместо того, чтобы отслеживать ночное небо, вращающееся вокруг северного полюса мира, оно показывает путь нашего Солнца.

Солярография — это простая ветвь астрофотографии, которая дает впечатляющие результаты без особых усилий — если вы готовы ждать. Снимок солнечного графа, который вы видите выше, имел время экспозиции шесть месяцев.

Камеру-обскуру можно легко изготовить в домашних условиях из легко доступных материалов.Прочитав эту статью, вы сможете использовать ее для создания собственных записей о движении Солнца.

Если вас интересуют другие летние занятия, прочтите наше руководство по дневной астрономии.

• Ножницы, линейка, наждачная бумага, прямой штифт, сверло
• Любая подходящая тара (высокая, цилиндрическая, подходит для солярографии), алюминиевая фольга, фотобумага, черный скотч, черная матовая краска
• Компьютер с планшетным сканером

Эта форма солнечной фотографии полностью безопасна.Камера-обскура не имеет линзы, которая может преломлять, фокусировать и усиливать солнечный свет — это означает, что ее можно безопасно оставить направленной прямо на Солнце на время экспозиции.

При использовании этой техники никому не обязательно смотреть на Солнце; все, что требуется, — это знать, в каком общем направлении в небе будет Солнце при выборе подходящего места для камеры.

Вы можете беспокоиться о конфиденциальности, поскольку каждое разоблачение может длиться месяцами.

Это тоже не проблема, поскольку люди не отображаются ни на одном из этих изображений с длительной выдержкой, если они не остаются неподвижными в течение всего времени захвата, что с учетом задействованных периодов времени было бы большим достижением.

Вы можете использовать фотобумагу любого типа в своей камере-обскуре, и ее можно легко приобрести в любом магазине, кроме фототоваров.

Фотобумага, обладая низкой чувствительностью, идеально подходит для длинных выдержек и обычно очень хорошо подходит для солнечных снимков.

После завершения экспонирования химическая обработка не требуется; бумажный негатив просто сканируется в компьютер с помощью планшетного сканера.

После того, как вы это сделаете, вы можете использовать программное обеспечение для обработки, чтобы инвертировать, переворачивать или вращать сканированное изображение или при желании улучшать солярограф.

Солярный снимок, сделанный в Индианаполисе, США, с помощью камеры-обскуры. Предоставлено: Лаура Лим Прескотт / Getty Images