שלב ראשון - קאמרה אובסקורה
שלב שני - מצלמה עם עדשה
במסגרת לימודי הפיזיקה נחשפתי לסדנה מגניבה של יצירת מצלמה ביתית תוך כדי למידת מושגים ראשונים באופטיקה יישומית: קאמרה אובסוקרה, עדשות, אורך מוקד וכד'.
הסדנה מובאת כאן למי שרוצה להפעיל תלמידים, או סתם ללמוד על המצלמה בבית.
הנאה מובטחת!
אז מה צריך?
1. קופסה אטומה לאור. ניתן להדפיס במדפסת לייזר קופסא מעץ לפי התבנית הבאה (קובץ SVG או קובץ DXF). לינק ליצירת קופסה לפי מידות אחרות יש כאן.
2. צינור פלסטיק בקוטר המתאים למצלמה (המצלמה המודפסת בקוטר 7.5 ס"מ). ניתן לעשות קאמרה אובסקורה גם ללא הצינור, אבל לצורך הרכבת עדשה, עדיף לעבוד עם צינור.
3. נייר פרגמנט עבה, נייר אלומיניום עבה, סיכה
4. עדשה. ניתן להזמין עדשות זולות מכאן. אפשר להתנסות עדשות באורכי מוקד שונים.
5. דבק חם ונייר דבק עבה
6. נר, גפרור ושקית זבל שחורה
שלב ראשון - קאמרה אובסוקרה
1. אם זאת קופסא אטומה - חותכים את הגב של הקופסא וסוגרים את החלון שנוצר עם נייר פרגמנט עבה באמצעות נייר דבק. עושים חור ממש קטן באמצעות הסיכה בדופן המנוגדת למסך שנוצר.
2. אם זאת מצלמה מודפסת במדפסת לייזר - מרכיבים את המצלמה ומדביקים עם נייר דבק מסביב. מכניסים את הצינור לקדמת המצלמה ומכסים אותו בנייר אלומיניום. את הצד האחורי של המצלמה מכסים בנייר פרגמנט עבה. עושים חור ממש קטן בנייר האלומיניום.
עכשיו לכיף - לוקחים נר ומדליקים אותו, ומכבים את האור בחדר או שמים את שקית הזבל מעל הראש ומעל כל המערכת. שמים את הקמרה אובסקורה במרחק משתנה מהנר ומסתכלים על המסך בצד האחורי של המצלמה. מה רואים?
שלב שני - מצלמה עם עדשה
מורידים את נייר האלומיניום מהצינור. מדביקים את העדשה באמצעות דבק חם בין שני העיגולים שהודפסו, ואחרי שזה התייבש, מדביקים את העיגולים לקצה החיצוני של הצינור. הצד האחורי נשאר כמו שהוא.
הניסוי הראשון שאפשר לעשות הוא לכוון את המצלמה לכיוון החלון כשהאור בחדר מכובה. הדבר מדמה קרני אור מקבילים המגיעים למצלמה. כדאי לכוון את מרחק העדשה מהמסך בצורה כזאת שהתמונה תצא הכי חדה. מה רואים?
כעת ניתן לבצע ניסוי קטן... לראות מה קורה כאשר מקרבים את העדשה למסך וכאשר מרחיקים? מה קורה ככל שמתקרבים למקור האור? אפשר להתחיל לעשות מדידות: להתחיל מעמידה רחוקה מאוד מהחלון נניח, ולמצוא את המיקום האידאלי של העדשה כך שהדמות שתראה על המסך תהיה ברורה. עושים שתי מדידות: של מרחק העדשה מהחלון (נקרא לו U), ושל מרחק העדשה מהמסך (נקרא לו V). לעשות כמה מדידות ככל שמתקרבים לחלון, ולנסות לבנות גרף שמקשר בין שני הגדלים (רמז: אולי גרף שמקשר בין אחד חלקי U ו-V). מתוך הגרף לנסות למצוא את מוקד העדשה ולהשוות למה שכתוב על הקופסא של העדשה שקנינו...
חומר על התאוריה הפיזיקלית של עדשה מרכזת אפשר למצוא כאן.
סדנת יצירת מצלמה
החלון הנצפה על המסך של המצלמה - הפוך