De radio astronomico et geometrico liber (1545).
Der deutsche Physiker und Mathematiker Gemma Frisius beobachtet die Sonnenfinsternis von 1544 in einem dunklen Raum.
Wir nehmen einen Karton!.
Er darf das Licht nicht hereinlassen! Wir schneiden ein rechteckiges Loch. Dieses Loch wird von einer kleinen Metallplatte bedeckt, in die ein kleines, perfekt rundes Loch gebohrt wurde. Ein undurchsichtiges Klebeband, das auf die Metallplatte aufgebracht wird, wirkt als Verschluss.
---Die Kamera ist fertig !---
Pinhole
Das Loch lässt Lichtstrahlen durch die von einem Objekt ausgehen:
Das Bild des Objekts wird an der Rückwand der Kiste umgekehrt! Ist das Loch jedoch zu groß, lässt es die Lichtstrahlen so durch :
Jeder Punkt des Objekts wird in Form eines kleinen Fleckes projiziert. Das Bild wird verschwommen! Wenn das Loch jedoch zu klein oder unregelmäßig ist, wird ein Beugungsphänomen beobachtet, das das Bild wieder ungenau macht.
Das große Problem ist also ein perfekt rundes Loch von der richtigen Größe machen !
Perfektes Loch von 0,2 mm (vergrößert)
Versuch und Irrtum!
Wir definieren für jede Kamera:
$f=\frac{l}{d}$
mit: l = der Abstand vom Loch zum fotografischen Film d = der Durchmesser des Lochs
Wenn f groß ist, ist das Loch klein und der Abstand zum Film groß, so dass nur wenig Licht auf den Film fällt. Um ein gutes Foto zu erstellen, muss man für längere Zeit belichten ( das Loch lange offen lassen ) zum Beispiel: $l$ $=$ $100mm$,$d$ $=$ $0,4 mm$ → $f$ $=$ $250$ Die ideale Belichtungszeit erhöht sich erheblich (nicht proportional) mit f! Für mehr Präzision sehen Sie die schöne tschechische Seite → Pinhole Cameras mit → Gebrauchsanweisung um eine "Dirkon"Kamera ohne Objektiv zu bauen !!
Ein Nobelpreisträger!
Jetzt betritt John William Strutt (Lord Rayleigh) die Szene. Der Chemiker und Physiker hat herausgefunden, warum der Himmel blau ist !
Rayleigh bestimmte den idealen Durchmesser d (in mm) des Lochs :
$d$ $=$ $\sqrt{l\cdot\lambda}$
Abstand vom Loch zum fotografischen Film $ \lambda $ = Wellenlänge des durch das Loch gehenden Lichts (in mm) z.B. für das gelbe Licht ($ \lambda $ $ = $ $ 0,00055 \; mm $) und eine Brennweite von $ 10\; cm$ ist der ideale Durchmesser des Lochs : $ d $ $ = $ $ 0,45 \; mm$
Leonardo da Vinci!
Böse Zungen behaupten, dass der große Gelehrte und italienische Künstler Leonardo da Vinci eine Dunkelkammer benutzte, um seine Zeichnungen vorzubereiten!