Fotografia: cum a apărut aparatul foto și cum prinde lumina

Fotografia este procedeul prin care lumina reflectată de obiecte este fixată pe o suprafață sensibilă, pentru a forma o imagine care rămâne. Aparatul foto de azi, fie că este un telefon sau un aparat profesionist, aplică același principiu ca prima cameră obscură: lumina intră printr-o deschidere mică și proiectează o imagine inversată pe o suprafață din interior. Ceea ce s-a schimbat de-a lungul timpului este materialul care înregistrează imaginea.

Mai jos vezi ce este camera obscură, cum au apărut primele fotografii, ce a adus filmul, cum funcționează un senzor digital și cum poți realiza singur, acasă, un aparat foto din carton.

Ce este camera obscură și cum funcționează?

Camera obscură este o încăpere sau o cutie închisă, cu o gaură mică într-un perete, prin care razele de lumină intră și formează pe peretele opus o imagine răsturnată a lumii de afară. Principiul se bazează pe faptul că lumina se propagă în linie dreaptă, iar razele care vin de sus trec prin orificiu și ajung jos, și invers.

Efectul a fost descris de filosofi și savanți din antichitate și din Evul Mediu și a fost folosit mai târziu de pictori, care trasau conturul imaginii proiectate pentru a desena mai exact priveliștile și clădirile. Camera obscură nu păstra imaginea, ci doar o arăta. Pentru a o fixa, era nevoie de un material care să reacționeze la lumină. Cum se comportă lumina atunci când trece prin orificii și lentile este explicat în articolul despre lumină și culori.

Un aparat foto de casă

Poți face un aparat cu orificiu dintr-o cutie de carton închisă, vopsită în negru în interior. Pe o parte faci o gaură mică, cât vârful unui ac, iar pe partea opusă lipești hârtie semitransparentă. Dacă te uiți din spatele cutiei, vei vedea o imagine răsturnată a obiectelor din fața găurii, cu atât mai clară cu cât orificiul este mai mic și lumina de afară mai puternică.

Cum au apărut primele fotografii?

Primele fotografii au apărut în prima jumătate a secolului al XIX-lea, când inventatorii francezi au găsit substanțe care se modifică sub lumină și rămân fixate. Nicéphore Niépce a obținut una dintre cele mai vechi imagini păstrate expunând ore în șir o placă acoperită cu bitum. Louis Daguerre a dezvoltat apoi daghereotipul, o imagine pe o placă de argint sensibilizată, cu un timp de expunere mult mai scurt.

Daghereotipul producea o singură imagine, fără posibilitatea de a face copii. Câțiva ani mai târziu, William Henry Fox Talbot a creat în Anglia un procedeu cu negativ pe hârtie, din care se puteau tipări oricâte copii. Această idee, negativ și pozitiv, a rămas valabilă cât timp fotografia s-a bazat pe chimie.

Cum a ajuns fotografia la toată lumea?

Fotografia a ajuns la toată lumea când filmul pe rolă și aparatele simple au înlocuit plăcile grele și procedeele complicate. George Eastman a lansat la sfârșitul secolului al XIX-lea un aparat ușor, încărcat cu film, pe care utilizatorul îl trimitea producătorului pentru developare, iar în aceeași perioadă fotografia s-a răspândit în familii.

Filmul fotografic este un strat de cristale de halogenuri de argint depus pe o bază flexibilă. Lumina modifică cristalele expuse, iar o soluție de developare le transformă în argint metalic, ceea ce formează imaginea. Materialele chimice au influențat și cinematograful, care a pornit din aceeași idee a unei benzi sensibile.

Cum funcționează un aparat foto digital?

Un aparat foto digital funcționează prin transformarea luminii în semnale electrice cu ajutorul unui senzor format din milioane de elemente mici, numite pixeli. Fiecare pixel măsoară câtă lumină a primit, iar procesorul aparatului combină valorile și creează imaginea.

Există două tipuri principale de senzori, CCD și CMOS, iar astăzi CMOS este cel mai folosit. Culorile se obțin prin filtre mici, roșii, verzi și albastre, așezate deasupra pixelilor; procesorul reconstituie apoi imaginea completă. Primul aparat foto digital a fost construit în anii șaptezeci de un inginer de la Kodak, dar era voluminos și înregistra pe o casetă.

Cele trei setări care contează

• Deschiderea diafragmei: cât de larg se deschide orificiul pentru lumină, care influențează claritatea fundalului.
• Timpul de expunere: cât stă senzorul expus; un timp scurt oprește mișcarea, unul lung o estompează.
• Sensibilitatea (ISO): cât de mult amplifică aparatul semnalul, cu prețul unui zgomot vizibil în imagine.

Combinația dintre cele trei decide dacă o fotografie iese luminoasă, clară sau neclară.

Sfat: dacă imaginile tale din interior ies neclare, cauza este de obicei un timp de expunere prea lung. Ridică sensibilitatea sau pune aparatul pe un suport.

De ce a contat fotografia pentru știință?

Fotografia a contat pentru știință pentru că a oferit o formă de dovadă care nu depinde de memorie sau de desenul unui observator. Ca tiparul cu câteva secole înainte, ea a multiplicat informația, iar împreună cu telefonul și radioul a schimbat felul în care aflăm ce se petrece departe. Astronomii au început să fotografieze cerul și au descoperit obiecte prea slabe pentru ochi, iar în articolul despre telescoape vezi cum se leagă optica de observarea cerului. Biologii au fotografiat celule, medicii au folosit razele X, iar geologii au documentat formațiunile de roci din teren.

Pentru povestea mai amplă a descoperirilor care au schimbat modul în care vedem lumea, citește despre invențiile care au schimbat lumea, iar pentru legătura cu electronica din spatele senzorilor, vezi articolul despre tranzistor.