XVIII Международный конкурс научно-исследовательских и творческих работ учащихся

Старт в науке

Остановись, мгновение! Камера-обскура.

• Авторы
• Руководители
• Файлы работы
• Наградные документы

Лисица А.Р. 1

---

1МБОУ гимназия "Эврика" им. В.А. Сухомлинского

Лисица Н.М. 1

---

1самозанятый

Работа в формате PDF

1.1 MB

Автор работы награжден дипломом победителя I степени

Диплом школьникаСвидетельство руководителя

Введение

Вашему вниманию представляю свой проект по теме «Остановись, мгновение! Камера-обскура». Считаю тему исследования актуальной, ведь сейчас техника развивается очень быстро, а в основе её развития лежат знания и опыт, накопленные человечеством за многие поколения. Чтобы двигаться вперед, надо опираться на базовые знания, историю изобретений и свою практику. Цель проекта: изучить устройство, принцип действия и применение камеры-обскуры.

Однажды я услышал от дедушки фразу «фотографировать можно и на жестяную банку». Поэтому в ходе проекта я решил проверить гипотезу: фотокамеру можно смастерить из подручных материалов.

Работа над проектом состояла из двух частей:

- теоретическая часть (она заключалась в наблюдении, сборе и анализе информации по теме исследования, формулировании выводов),

- практическая часть (она заключалась в проверке гипотезы и применении полученных знаний на практике).

Чтобы достигнуть цели проекта, я ставил перед собой и выполнял следующие задачи:

выяснить, с каким новым для себя явлением я столкнулся,

изучить устройство и принцип работы камеры-обскуры,

познакомиться с историей применения камеры-обскуры,

практическое применение полученных знаний – создание камеры-обскуры разными способами,

возможность поделиться полученными знаниями и опытом - создание учебного практического пособия.

Решение поставленных задач я осуществлял следующими методами:

наблюдение, сбор, обсуждение и анализ информации по теме проекта,

постановка опытов и их описание (создание нескольких камер-обскура),

систематизация полученных знаний и опыта (разработка пособия),

презентация, фотография, демонстрация мультфильмов.

Теоретическая часть

Идея проекта

Идея этого проекта возникла у меня в ходе случайного наблюдения.

Это было в конце лета. В комнате, в которой окно выходит на юг, родители закрывают его листами фольги. И получается, что даже днём в этой комнате темно. Однажды я зашёл в эту комнату, и моё внимание привлекло изображение на стене, раньше такого я не замечал. Откуда в тёмной комнате на стене появилась цветная картинка? С начала я даже не понял, что там было изображено. Потом стал разглядывать и узнал, что это наш уличный забор и деревья около него и даже небо, но они были изображены в перевёрнутом виде.

Вот это загадка! В голове сразу возникло много вопросов. И я решил провести своё расследование, выяснить с каким новым для себя явлением я столкнулся!

Я увидел изображение в тёмной комнате. Но наш глаз способен видеть только те предметы, которые освещены. Значит, всё же в комнате где-то есть источник света. Им оказалось отверстие в фольге на окне. Раз я увидел на стене изображение забора, деревьев, неба, значит - свет шёл от этих объектов с улицы. Еще на что я обратил внимание, что изображение на стене было: цветным, перевернутым.

Получается благодаря случаю – жизненному наблюдению возник интерес разобраться в увиденном, который потом вылился в данный проект.

изображение на стене эти же объекты на улице

Информация вокруг нас, первые выводы

И так я начал своё расследование. Вот какие исходные данные у меня были:

- темная комната,

- отверстие, через которое проникает свет с улицы,

- изображение уличных объектов на стене в комнате,

- изображение цветное, уменьшенное, перевёрнутое.

Первым делом, я вспомнил о тени и решил сравнить увиденное изображение с тенью. Составил сравнительную таблицу:

В итоге я пришёл к выводу, что увиденное мною на стене изображение не является тенью.

изображение на стене тень

Дальше я рассуждал так:

Я увидел изображение предметов, которых не было в комнате (а мы можем видеть, только освещенные предметы).

Лучи света (от солнца) попадают на предметы (в моём случае - забор, деревья).

Лучи отражаются от предметов и движутся прямо в разные стороны.

Некоторые лучи, отразившись от предметов, проникли через отверстие в фольге.

Лучи образовали изображение (забора, деревьев) на стене в тёмной комнате.

Эта последовательность напомнила мне принцип работы человеческого глаза и фотоаппарата. Этот материал мы изучали в курсе окружающего мира в 4 классе [1].

Следующий мой вывод: изображение на стене появилось по такой же схеме, как и изображение предметов в глазу (фотоаппарате).

Затем я обратился к родителям, рассказал им о своих наблюдениях и первых выводах. На что мне родители сказали: «Здорово! Так у тебя ж получилась настоящая камера-обскура!» Это слово показалось мне знакомым, родители подсказали, что скорее всего я слышал о камере-обскуре в мультфильмах. В интернете я нашел мультфильмы: «Фиксики» - серия «Солнечное затмение», «Смешарики: Пин-код» - серия «Светосила искусства». В них описывается принцип работы камеры-обскуры. Подтвердился мой прошлый вывод, что камера-обскура работает по принципу человеческого глаза и фотоаппарата. Так же в этих мультфильмах есть инструкция, как самостоятельно смастерить камеру-обскуру. фрагмент из м/ф «Фиксики» фрагмент из м/ф «Смешарики»

История камеры-обскуры

Из мультфильмов я выяснил, что история использования камеры-обскуры очень длинная. Обратился к интернет-источникам, чтобы изучить историю [2].

«Камера-обскура» переводится с латинского тёмная комната.

Уже в IV в. до н.э. – философ Аристотель отмечал, что проникающий через ставни в тёмную комнату свет изображает на противоположной стене уличные предметы (это практически пример из моей жизни, с которым я столкнулся).

В XI в. - арабский учёный  Ибн-аль-Хайсам наблюдал затмение солнца через отверстие в палатке. 

В XVв. мастер Леонардо да Винчи описал устройство камеры-обскуры в «Трактате о живописи» [3]: большая темная комната с маленьким отверстием в одной из стен. В комнате устанавливался полупрозрачный экран, художник находился внутри комнаты, за этим экраном зарисовывая происходящее снаружи.

Художники использовали камеру-обскуру для написания пейзажей и портретов, документалисты  для изображения мостов, зданий.

В последствие в отверстие вставляли линзы, чем достигалось увеличение яркости и резкости, что поспособствовало развитию фотографии.

Практическая часть

2.1. Камера-обскура в комнате

Выяснив устройство и принцип работы камеры-обскуры, я решил перейти к экспериментам и создать разные камеры-обскуры.

Эксперимент №1: «Я в камере-обскуре».

Первое изображение (забор и деревья), которое я наблюдал, было небольшого размера. Я предположил, что это связано либо с размером отверстия, через которое проникал свет, либо с расстоянием от отверстия до стены.Я произвел замеры в комнате: отверстие - 1 см, расстояние -1,5 метра.

Надо было изменить эти параметры. Я выбрал другую комнату (расстояние до стены 3м), затемнил в ней фольгой окно, сделал отверстие 1см.

Потом увеличивал размер отверстия. Результаты отразил в таблице.

Вот какие выводы я сделал:

Чем больше расстояние от отверстия до экрана-стены, тем больше изображение.

Чем больше отверстие, тем ярче изображение.

Но если продолжать увеличивать отверстие, то изображение размывается.

фотография «Я в камере-обскуре»

2.2. Переносная камера-обскура

Я решил воспользовался инструкцией из мультфильма «Фиксики» и смастерить камеру-обскуру из коробки.

Эксперимент №2 «Переносная камера-обскура». Для него я использовал:

коробка из-под обуви,

передвижной экран (вырезал из листа белой бумаги по размеру узкой стороны коробки),

фольга (в ней удобно делать отверстие).

Условия наблюдения:

рассматриваемые предметы хорошо освещены (через камеру я рассматривал объекты на улице, в момент, когда на них падали солнечные лучи),

затемнение со стороны экрана.

Я экспериментировал с размером отверстия и расстоянием между экраном и отверстием. Лучший результат получился: размер отверстия 5 мм, расстояние от отверстия до экрана 15 см. А еще попробовал закрепить на отверстие линзу: изображение получилось более четкое.

камера-обскура из коробки

2.3. Предок фотоаппарата

Окружающий мир постоянно меняется. Поэтому неудивительно, что люди всегда стремились найти способ, который позволил бы сохранить жизненные моменты на долгие годы, таким прибором стал фотоаппарат. Именно это изобретение помогло останавливать мгновения.

Как я выяснил ранее, принцип работы камеры-обскуры и фотоаппарата одинаковый. Главное отличие, что изображение в фотоаппарате появляется не на экране, а фиксируется на пленке.

Я решил проверить гипотезу, что фотокамеру можно смастерить из подручных материалов.

В этот раз вместо коробки взял банку из-под чая, так как решил закреплять камеру-обскуру на улице (банка железная, чтобы дождь и ветер не помешали эксперименту). Папа помог высверлить в ней отверстие. Заклеил его фольгой и потом уже в фольге аккуратно иголкой сделал небольшое отверстие. Вместо белого экрана использовал фотобумагу. На фотобумаге нанесен специальный химический состав – светочувствительный. Когда на фотобумагу попадают лучи, отраженные от предмета, на ней появляется изображение этого предмета.

С фотобумагой возникли трудности. Сейчас редко фотографируют на фотопленку и проявляют фотографии с плёнки, приобрести такую специальную фотобумагу было трудно. Новая стоит очень дорого. Поэтому мы с родителями нашли фотобумагу на сайте Авито, и мне выслали фотобумагу почтой из другого города. Она была с просроченным сроком годности.

Ход эксперимента:

1) в темноте я закрепил фотобумагу в жестяной банке, закрыл банку, заклеил отверстие темной изолентой (чтобы в банку не проникал свет, иначе бумага засветится),

2) закрепил камеру-обскуру на улице, открыл отверстие.

3) время эксперимента 5 дней (т.к. фотобумага «несвежая»)

4) когда потом открыл банку, то на фотобумаге было изображение силуэта дома (крыша), дерева и даже был отображен путь солнца по небу.

камера-обскура фотобумага 5 дней наблюдений

Фотография получена с помощью камеры-обскуры

Вот такой «предок» фотоаппарата у меня получился. У меня получилось остановить мгновение – запечатлеть его на фотобумаге. Теперь я знаю, что выражение «фотографировать можно и на жестяную банку» является правдой! В моих планах совершенствовать мой прибор, постараться найти более «свежую» фотобумагу. Хочу оставить камеру-обскуру на улице на более длительное время и проследить, как с каждым днем меняется путь солнца на небосводе.

2.4. Практическое пособие

Итоги каждого эксперимента вызывали у меня восторг, поэтому я решил поделиться полученными знаниями и опытом по данной теме. Для этого систематизировал накопленную информацию.

Я подготовил презентацию, доклад. Считаю, что эксперимент – это лучший способ познания мира! Чтобы вовлечь ребят в исследовательскую деятельность, я разработал практическое пособие по теме «Камера-обскура». Оформил его в виде брошюры. Провел занятие с ребятами своего класса, потом раздал им брошюры, чтобы у них были инструкции по созданию камеры-обскуры.

Практическое пособие включает в себя несколько разделов:

Опрос

Рекомендации

Теоретический материал по теме

Практическая часть – 2 инструкции по созданию камеры-обскуры

Подведение итогов работы

Опрос и рекомендации созданы с целью - пробудить у ребят интерес к данной теме.

Опрос:

Любишь ли ты фотографировать?

Если да - то, что или кого нравится больше всего фотографировать?

Нравится ли тебе рассматривать старые фотографии своих бабушек, дедушек?

Какие особенности можешь отметить у старых фотографий:

Все из нас пробовали фотографировать на цифровую камеру, а пробовали ли ты фотографировать на плёночный фотоаппарат?

Существует выражение: «можно фотографировать и на консервную банку», как ты думаешь, это верное высказывание?

Рекомендации: Советую посмотреть ребятам увлекательные и познавательные мультфильмы и фильм, где описывает устройство камеры-обскуры:

«Фиксики» - Солнечное затмение / Fixiki 2019:

https://www.youtube.com/watch?v=xfuO_13vw_s

«Смешарики»: Пин-код, Сезон 1 - Серия 29 - Светосила искусства: https://www.youtube.com/watch?v=AyCpMBJeqc0

Художественный фильм Стивена Чбоски «Чудо» (2017года).

Теоретическая часть брошюры включает в себя описание принципа работы камеры-обскуры и историю применения.

Практическая часть состоит из двух инструкций:

I способ: создание переносной камеры-обскуры.

Понадобится:

коробка, вытянутой формы (из-под обуви, сока и т.п.),

пергамент (бумага для выпечки, если нет – лист белой бумаги),

небольшой кусок фольги (используем фольгу, т.к. она не пропускает свет, в ней удобно делать отверстие разного размера и если необходимо легко заменить на новую),

скотч, клей, ножницы.

Условия наблюдения:

Рассматриваемый предмет должен быть хорошо освещен, а со стороны экрана должно быть затемнение. Поэтому лучше проводить опыт в солнечный день, находясь в помещении и тщательно изолировав экран от постороннего света.

Ход эксперимента:

Коробку внутри закрасить черным цветом или обклеить черной бумагой.

В передней (более узкой) части коробки проделываем отверстие (примерно диаметром 3-4 см).

Закрываем (заклеиваем) отверстие фольгой.

В фольге делаем небольшое круглое отверстие (затем по ходу опыта будем увеличивать диаметр отверстия).

Из пергамента или белого листа бумаги вырезаем прямоугольник размером с переднюю сторону коробки, обрамляем картоном - делаем передвижной экран.

Экспериментируем с размером отверстия в фольге и расстоянием до экрана.

- сначала сделайте небольшое отверстие и передвигайте экран (ближе - дальше от отверстия),

- затем понемногу увеличивайте размер отверстия в фольге (так же меняйте расстояние до экрана).

Замечайте изменения в яркости, четкости изображения, делайте выводы.

II способ: ты внутри самой камеры-обскуры.

Понадобится:

фольга (много, заклеить полностью окно),

скотч, ножницы.

Условия наблюдения:

комната затемнена, окна заклеены фольгой,

желательно светлая стена напротив окна (или завесить стену светлой простыней),

предметы за окном хорошо освещены.

Ход эксперимента:

Заклеиваем фольгой окно.

Делаем в фольге небольшое круглое отверстие (затем по ходу опыта будем увеличивать диаметр отверстия).

Выключаем свет в комнате.

Ждем 1-2 минуты, пока глаза привыкнут к темноте.

Наблюдаем на стене изображение предметов, которые находятся за окном.

Экспериментируйте с размером отверстия, постепенно увеличивая его. Замечайте изменения в яркости, четкости изображения, делайте выводы.

Попросите родителей сделать ваше фото на фоне полученного изображения.

В итоговой части пособия я просил поделиться ребят своими впечатлениями, результатами своих опытов и наблюдений, ответить на вопросы:

Какой способ ты выбрал?

Какие выводы были сделаны в ходе эксперимента?

Было интересно?

Можешь приложить фото своей камеры-обскуры.

Заключение

Фотоаппарат был разработан ни сразу и ни одним человеком, в эти изобретение вложен труд учёных многих поколений. У меня получилось проследить путь зарождения фотографии. Я сделал свои первые шаги в этой сфере.

В ходе проекта я справился с поставленными задачами. Я освоил работу камеры-обскуры, проверил гипотезу и могу утверждать, что начать свой путь к фотографии можно с создания камеры из подручных материалов, а выражение «фотографировать можно и на консервную банку» является истиной! Полученные знания я систематизировал и постарался передать полученный опыт, разработал учебное практическое пособие по теме исследования.

И есть к чему стремиться! Я планирую совершенствовать свой прибор: камеру–обскуру, найти «свежую» фотобумагу и проследить путь солнца по небосводу в течение длительного времени. А так же хочу освоить работу с плёночным фотоаппаратом.

Благодарю за внимание!

Список, используемых источников информации

Окружающий мир: 4 класс: учебник: в 2 частях / Н.Ф.Виноградова, Г.С.Калинова. - М.: Просвещение, 2022.

Материал из электронной энциклопедии Википедия https://ru.wikipedia.org/wiki/Камера-обскура

Трактат о живописи / Да Винчи Леонардо, пер. А.А.Губарев.- М.: Фолио, 2013.