Σκοτεινός θάλαμος

Ανακάλυψη και προέλευση

Η πρώτη αναφορά και η ανακάλυψη των αρχών πίσω από τη φωτογραφική μηχανή pinhole, πρόδρομο της camera obscura, ανήκουν στον Mozi (470 π.Χ. έως 390 π.Χ.), κινέζο φιλόσοφο και ιδρυτή του Μοχισμού. Αργότερα, ο Αριστοτέλης (384 έως 322 π.Χ.) κατανόησε την οπτική αρχή της κάμερας pinhole. Είδε το σχήμα ημισελήνου ενός μερικώς εκλειφθέντος ήλιου που προβαλλόταν στο έδαφος μέσα από τις τρύπες ενός κόσκινου και τα κενά μεταξύ των φύλλων ενός πλατάνου.

Η πρώτη camera obscura κατασκευάστηκε αργότερα από έναν Ιρακινό επιστήμονα ονόματι Abu Ali Al-Hasan Ibn al-Haytham, γεννημένο στη Βασόρα (965-1039 μ.Χ.), γνωστό στη Δύση ως Alhacen ή Alhazen, ο οποίος πραγματοποίησε πρακτικά πειράματα για την οπτική στο Βιβλίο της Οπτικής του.

Στα διάφορα πειράματά του, ο Ibn Al-Haitham χρησιμοποίησε τον όρο "al-Bayt al-Muẓlim" (αραβικά: البيت المظلم), που μεταφράζεται στα αγγλικά ως σκοτεινό δωμάτιο. Στο πείραμα που ανέλαβε, προκειμένου να αποδείξει ότι το φως ταξιδεύει με χρόνο και ταχύτητα, αναφέρει: "Αν η τρύπα καλυπτόταν με μια κουρτίνα και η κουρτίνα αφαιρούνταν, το φως που ταξιδεύει από την τρύπα στον απέναντι τοίχο θα καταναλώνει χρόνο". Επανέλαβε την ίδια εμπειρία όταν διαπίστωσε ότι το φως ταξιδεύει σε ευθείες γραμμές. Το πιο αποκαλυπτικό πείραμα με το οποίο εισήγαγε πράγματι την camera obscura ήταν οι μελέτες του για το σχήμα μισοφέγγαρου της εικόνας του ήλιου κατά τη διάρκεια εκλείψεων, το οποίο παρατηρούσε στον τοίχο απέναντι από μια μικρή τρύπα που είχε κάνει στα παραθυρόφυλλα του παραθύρου. Στο περίφημο δοκίμιό του "Για τη μορφή της έκλειψης" (Maqālah fī Sura al-Kosūf) (αραβ: مقالة في صورةالكسوف) σχολίασε την παρατήρησή του: "Η εικόνα του ήλιου την ώρα της έκλειψης, εκτός αν είναι ολική, αποδεικνύει ότι όταν το φως του περνάει μέσα από μια στενή, στρογγυλή τρύπα και ρίχνεται σε ένα επίπεδο απέναντι από την τρύπα, παίρνει τη μορφή φεγγαροδρεπάνου".

Στο πείραμά του για το φως του ήλιου επέκτεινε την παρατήρησή του για τη διείσδυση του φωτός μέσω της οπής της καρφίτσας και κατέληξε στο συμπέρασμα ότι όταν το φως του ήλιου φτάνει και διαπερνά την οπή, σχηματίζει ένα κωνικό σχήμα στα σημεία που συναντώνται στην οπή της καρφίτσας, σχηματίζοντας αργότερα ένα άλλο κωνικό σχήμα αντίστροφο από το πρώτο στον απέναντι τοίχο στο σκοτεινό δωμάτιο. Αυτό συμβαίνει όταν το φως του ήλιου αποκλίνει από το σημείο "ﺍ" μέχρι να φτάσει σε ένα άνοιγμα "ﺏﺤ" και προβάλλεται μέσω αυτού σε μια οθόνη στο φωτεινό σημείο "ﺩﻫ". Δεδομένου ότι η απόσταση μεταξύ του διαφράγματος και της οθόνης είναι ασήμαντη σε σύγκριση με την απόσταση μεταξύ του διαφράγματος και του ήλιου, η απόκλιση του ηλιακού φωτός μετά τη διέλευσή του από το διάφραγμα θα πρέπει να είναι ασήμαντη. Με άλλα λόγια, το "ﺏﺤ" θα πρέπει να είναι περίπου ίσο με το "ﺩﻫ". Ωστόσο, παρατηρείται ότι είναι πολύ μεγαλύτερη "ﻙﻁ" όταν οι διαδρομές των ακτίνων που σχηματίζουν τα άκρα του "ﻙﻁ" ανατρέχουν προς την αντίστροφη κατεύθυνση, διαπιστώνεται ότι συναντώνται σε ένα σημείο έξω από το άνοιγμα και στη συνέχεια αποκλίνουν και πάλι προς τον ήλιο, όπως απεικονίζεται στο σχήμα 1. Αυτή ήταν πράγματι η πρώτη ακριβής περιγραφή του φαινομένου Camera Obscura.

Σε όρους κάμερας, το φως συγκλίνει στο δωμάτιο μέσω της οπής μεταδίδοντας μαζί του το αντικείμενο ή τα αντικείμενα που βρίσκονται απέναντί του. Το αντικείμενο θα εμφανιστεί έγχρωμο αλλά ανάποδα στην προβαλλόμενη οθόνη/τον τοίχο απέναντι από την οπή μέσα στο σκοτεινό δωμάτιο. Η εξήγηση είναι ότι το φως ταξιδεύει σε μια ευθεία γραμμή και όταν μερικές από τις ακτίνες που αντανακλώνται από ένα φωτεινό αντικείμενο περνούν μέσα από τη μικρή τρύπα στο λεπτό υλικό δεν διασκορπίζονται αλλά διασταυρώνονται και σχηματίζουν μια ανάποδη εικόνα σε μια επίπεδη λευκή επιφάνεια που κρατείται παράλληλα με την τρύπα. Ο Ib Al-Haitham διαπίστωσε ότι όσο μικρότερη είναι η τρύπα, τόσο πιο καθαρή είναι η εικόνα.

Παρόλο που τόσο η κάμερα pinhole όσο και η camera obscura αποδίδονται στον Ibn al-Haytham, η camera obscura περιγράφηκε για πρώτη φορά από τον Αριστοτέλη, ο οποίος ήταν ο πρώτος που περιέγραψε πώς σχηματίζεται μια εικόνα στο μάτι, χρησιμοποιώντας την camera obscura ως αναλογία. Ο Αλχαζέν δηλώνει (στη λατινική μετάφραση), και σε σχέση με την camera obscura, "Et nos non inventimus ita", δεν την εφεύραμε εμείς.

Οι παρατηρήσεις του Alhacen για τη συμπεριφορά του φωτός μέσα από μια τρύπα καρφίτσας

Τουριστικά αξιοθέατα

Ορισμένες camera obscura έχουν κατασκευαστεί ως τουριστικά αξιοθέατα, συχνά με τη μορφή ενός μεγάλου θαλάμου μέσα σε ένα ψηλό κτίριο που μπορεί να σκοτεινιάσει έτσι ώστε ένα "ζωντανό" πανόραμα του εξωτερικού κόσμου να προβάλλεται σε μια οριζόντια επιφάνεια μέσω ενός περιστρεφόμενου φακού. Αν και ελάχιστα σώζονται σήμερα, παραδείγματα υπάρχουν στις ακόλουθες τοποθεσίες:

• Εδιμβούργο στη Σκωτία - Δείτε τον ιστότοπο Camera Obscura
• Γιοχάνεσμπουργκ στη Νότια Αφρική
• Πρετόρια στη Νότια Αφρική
• Κέιπ Τάουν στη Νότια Αφρική
• Λισαβόνα και Ταβίρα στην Πορτογαλία
• Σάντα Μόνικα στην Καλιφόρνια
• Λος Άντζελες στο Αστεροσκοπείο Γκρίφιθ
• Σαν Φρανσίσκο στο Cliff House
• "Θάλαμος νεφών για τα δέντρα και τον ουρανό" της Βόρειας Καρολίνας
• Αβάνα στην Κούβα
• Βασιλικό Αστεροσκοπείο, Γκρίνουιτς, Λονδίνο
• Marburg, Γερμανία
• Kentwell Hall, Suffolk

Υπάρχει επίσης ένα φορητό παράδειγμα, το οποίο οι Willett & Patteson περιοδεύουν σε όλη την Αγγλία και τον κόσμο.

Σχετικές σελίδες

• Οπτική
• Κάμερες