Plamy słoneczne jak w camera obscura, czyli wyświetlony na ziemi obraz naszej gwiazdy

Zauważyliście, że plamy tworzone na ziemi przez promienie Słońca, przechodzące między liśćmi drzew, są koliste? No, chyba że mają kształt księżycowaty, jak na drugim zdjęciu, wykonanym podczas częściowego zaćmienia Słońca. Kiedy o nich myślę jak o powielonym (i odwróconym) obrazie naszej najbliższej gwiazdy, to od razu nabieram do nich respektu

I właśnie dzięki częściowemu zaćmieniu Słońca w 1999 roku, które było widoczne z Polski, po raz pierwszy zwróciłam uwagę na to zjawisko. Ponoć przy takiej samej okazji zaobserwował je Arystoteles ?

I tu dochodzimy do sedna sprawy: plamy słoneczne pomiędzy liśćmi odwzorowują kształt Słońca, a nie rzeczywisty kształt nieregularnych przecież przerw między liśćmi. Dlaczego? Bo to efekt jak w camera obscura (z łac. „zaciemniony pokój”) – urządzeniu będącym światłoszczelnym pudełkiem, w którym dzięki otworkowi wykonanemu na jednej ściance na przeciwległej ściance (ekranie) tworzy się odwrócony obraz przedmiotu znajdującego się przed otworkiem, analogicznie do powstawania obrazu w ludzkim oku. Gdybyśmy w pudełku, na ściance naprzeciw otworku, umieścili materiał światłoczuły, powstanie na nim zdjęcie.

Dlaczego obraz jest odwrócony? Światło (w danym ośrodku) rozchodzi się prostoliniowo, więc droga promienia od punktu przedmiotu przez otwór do ekranu jest prosta, co wymusza odwrócenie się powstałego obrazu względem źródłowego przedmiotu. Zobaczcie to na poniższym obrazku, na którym np. górne punkty przedmiotu mają swoje obrazy u dołu ekranu.

Kiedy więc przez liście prześwieca niezaćmione Słońce, obraz na ziemi jest kolisty. Natomiast podczas zaćmienia Słońca na ziemi tworzy się obraz odpowiadający jego „wygryzionej” tarczy (odwrócony względem rzeczywistego obrazu Słońca).

Zasadę działania camera obscura znano już w starożytności, a jego pierwsze udokumentowane zastosowanie pojawiło się w pismach arabskich matematyków z początku XI wieku. W XV wieku opisał je Leonardo da Vinci, a od XVI wieku malarze korzystali z niego do określania perspektywy. Według hipotezy historyka astronomii Jarosława Włodarczyka z camera obscura miał korzystać Mikołaj Kopernik do obserwacji zaćmień Słońca.

Zasadę działania camera obscura udoskonalono, dodając do niego w XVI wieku wypukłą soczewkę, a w późniejszym czasie również lustro, które odwracało obraz. Urządzenie to stało się inspiracją do skonstruowania aparatu fotograficznego.

Camera obscura bywa nazywana również ciemnią optyczną lub kamerą otworkową.

Nie jesteśmy portalem. To blog tworzony przez dwie osoby – Olę i Piotra. Jeśli nasz tekst Ci się spodobał, do czegoś się przydał lub coś wyjaśnił – to świetnie. Wkładamy w nasze materiały dużo pracy starając się, by były rzetelne i jasne. Jeśli chcesz, możesz w zamian podarować nam wirtualną kawę. Będzie nam bardzo miło. Dziękujemy 🙂