Tvorivý učiteľ fyziky VI, Smolenice 7. ‐ 10. apríl 2013
FOTOGRAFOVÁNÍ CAMEROU OBSCUROU Lenka Kramářová Gymnázium Brno Abstrakt: V příspěvku se věnuji přípravě a realizaci výroby camery obscury studenty na nižším gymnáziu a jejímu následnému vyzkoušení v praxi jako primitivního fotografického přístroje. Jsou zde také shrnuty postřehy a zkušenosti vyučujícího jednak z výroby přístrojů a jednak ze samotného procesu fotografování, jeho prezentace a zpracování výsledků. Klíčová slova: camera obscura, projekt, fotografie Úvod Vyrábět, vytvářet, provádět samotné a samostatné žákovské experimenty je v současné době podle mého názoru a zkušeností čím dál méně časté a obvyklé, ať už jsou důvody jakékoliv – od pohodlí vyučujících a lenosti žáků, přes organizační problémy (např. katastrofální nedostatek hodin pro laboratorní cvičení z fyziky) až po stále větší uplatňování se výpočetní techniky ve výuce (prezentace, aplety, vzdálené laboratoře apod.). Rozhodně nic nenamítám proti výpočetní technice jako takové, ale zkusit něco vytvořit „vlastníma rukama“ je pro studenty často neobvyklá a vítaná příležitost (obzvlášť u mladších žáků). Úspěšné fungování samostatných výtvorů pak významně motivuje žáky (či alespoň některé z nich) k dalšímu studiu, neboť názorný a průkazný – třebas i jednoduchý – experiment, projekt či činnost je pro ně atraktivnější než tradičně probíraná látka. Inspirací pro projekt popsaný v tomto článku mi byly následující dvě skutečnosti: výstava ve foyer Hvězdárny a planetária Brno, kde byly umístěny fotografie různých částí Brna pořízené pomocí solarografu (tj. camerou obscurou po dlouhou expoziční dobu, např. půl roku) příspěvek kolegy Mgr. Tomáše Nečase Ph.D. z Gymnázia tř. Kpt. Jaroše, Brno na Fyzikální kavárně s názvem „Pokusy na zdi a na okně“. Jedním z popisovaných a jím realizovaných experimentů byl právě jednoduchý model fotografického přístroje (tedy camera obscura s čočkou umístěnou v otvoru). (více viz např. [1]) Oboje mě velmi zaujalo a rozhodla jsem se zrealizovat tento projekt se studenty druhého ročníku šestiletého gymnázia v rámci fyziky (témata „Přehled elektromagnetického záření“, „Geometrická optika – zobrazovací přístroje“) s přesahem do výtvarné výchovy (užití camery obscury jako malířské pomůcky – např. krajináři tvořící v 17. stol.) a IVT (následné zpracování fotografií, podrobnosti viz níže). Plánování projektu V prvním kroku bylo potřeba vyrobit model fotografického přístroje či camery obscury, kterým bych studentům mohla předvést, co lze s primitivními a dostupnými prostředky vyrobit a tím je namotivovala k výrobě camery obscury vlastní. Následovalo zadání pro studenty – výroba camery obscury. Třetím krokem pak bylo samotné fotografování pomocí studentských výrobků a následné zpracování fotografií. Realizace Výroba modelu fotografického přístroje Nejprve jsem vytvořila z krabice od hrnců, pauzovacího papíru, čočky apod. model fotografického přístroje. Skleněnou čočku jsem vlepila lepidlem Herkules a zajistila dostatečným množstvím izolepy. Matnice je posuvná, abych studentům mohla ukázat možnost zaostřování, v přední části ‐ 175 ‐
Tvorivý učiteľ fyziky VI, Smolenice 7. ‐ 10. apríl 2013
krabice je několik výměnných otvorů o různém průměru demonstrujících jejich vliv jednak na světelnost a jednak na hloubku ostrosti.
Obr. 1: Vlastní výrobek camery obscury, včetně výměnných otvorů
Obr. 2: Vnitřek krabice
Obr. 3: Detail uchycení čočky Zadání domácí práce pro studenty – výroba jejich vlastní camery obscury. V době předvánoční, kdy jsme se bavili o Maxwellově duze, jsem studentům přinesla ukázat vyrobený fotografický přístroj, stručně vysvětlila pojem camera obscura a zadala následující úkol:
‐ 176 ‐
Tvorivý učiteľ fyziky VI, Smolenice 7. ‐ 10. apríl 2013
„Zkuste si ji vyrobit sami, možností je mnoho, podrobnosti viz Moodle“. Domluvili jsme si termín odevzdání i to, že pak naše výrobky vyzkoušíme v reálu. Těsně před Vánoci studenti donesli svá díla, pokusili jsme se odhalit největší nedostatky (např krabice vylepená alobalem) a domluvili jsme se na vylepšení těchto konstrukčních závad.
Obr. 4: Snaha o motivaci studentů
Samotné fotografování Vzhledem ke svým dosavadním nulovým zkušenostem jsem hledala informace na internetu a rozhodla jsem se využít nabídky firmy Crafty [2] na dodávku zahrnující nejen samotnou dírkovou komoru, ale i fotografický papír, vývojku, ustalovač, zdroj červeného světla a ostatní nezbytnosti. Můj první samostatný zkušební pokus mi vůbec nevyšel. Chybu jsem spatřovala ve špatně držící elektrikářské pásce dodané v zásilce, a tím způsobenému průniku světla do krabice. Toto jsem bohužel zjistila až v průběhu samotné expozice, kdy se mi krabice téměř doslova rozlepovala pod rukama. Chyba byla odhalena, zdálo se tedy, že není důvod, proč by následující proces se studenty neměl být úspěšný. Začátkem března – v souvislosti s právě probíraným učivem – jsme s našimi výrobky opravdu zkusili fotografovat. Nejprve jsem musela vyřešit organizační problém – ve třídě 33 studentů, žádné půlené hodiny, žádná laboratorní cvičení. Naštěstí jsem zrovna měla na praxi studentku, a tak jsem mohla žáky rozdělit do dvou skupin: jedna nejprve fotografovala se mnou, druhá zkoumala vlastnosti čoček s praktikantkou. Potom se skupinky vyměnily. Veškerá činnost (tj. příprava výrobků na fotografování, samotné fotografování a následné vyvolání fotografií) byla naplánovaná s časovou dotací 105 minut, víc bohužel nebylo k dispozici. Laboratoř fyziky byla připravena, studenti rozděleni, akce mohla začít. První problém se vyskytl vzápětí po zahájení experimentu – nedostatečné zatemnění místnosti; červené světlo zapůjčené od kolegy bylo tedy téměř zbytečné. Dalším problémem byl téměř kritický nedostatek času. Příliš mnoho dětí na dvě vyučující, velké množství činností a úkonů … Nicméně fotografování a následné vyvolání proběhlo – s výsledkem sice takřka tristním, přesto se mi dostalo od některých studentů poděkování za zajímavou zkušenost.
‐ 177 ‐
Tvorivý učiteľ fyziky VI, Smolenice 7. ‐ 10. apríl 2013
Obr. 5: Vše je připravené, můžeme začít
Obr. 6: Vlastní fotografování samotnými studenty Nechtěla jsem se vzdát, a proto jsem začala důkladněji analyzovat příčiny nezdaru. V následující hodině fyziky jsem jednak upřesnila určení ohniskové vzdálenosti čočky (předtím jsme to dělali velmi amatérsky), resp. jsem upřesnila určení průměru dírky při daném rozměru použité krabice. Jednou z možností je použít vztah f = r2/, kde f je ohnisková vzdálenost (v našem případě vzdálenost otvoru od fotopapíru), r poloměr dírky a vlnová délka použitého světla. Také jsem doladila, zpřesnila výrobu samotné dírky – ukázalo se, že nebude stačit dírka do krabice, ale pomůžeme si tenkým plechem (např. od plechovky s nápoji) a v něm následným malinkým otvorem. Studentům jsem ukázala naše velmi nepovedené záběry, kupodivu je někteří komentovali se slovy: „Ale tady asi něco je!“ Měli pravdu, na dvou fotografiích (což opravdu není mnoho!) se objevily nějaké žádoucí prvky. Vzhledem k plánovanému dalšímu pokusu a víře v lepší výsledky jsme zatím pozitiv nevyráběli. Následovala příprava na druhé kolo, jehož se v době po vyučování zúčastnili jen dobrovolníci (k mému zklamání se přihlásili pouze dva). Koupila jsem novou vývojku, konečně si přečetla návod, jak pracovat s fotopapíry, domluvila s panem školníkem možnost použít školního krytu jako temné komory a tři dny po prezentaci prvotních výsledků jsme opět zkusili štěstí. Změnila jsem jednak temnou komoru, jednak samotný proces vyvolávání. Mezi lázně s vývojkou a ustalovačem jsem ještě vsunula nádobu s octovou vodou na lepší a důkladnější vymytí vývojky a ne takové znečištění ustalovače). Výsledný oplach jsme pak provedli skutečně pod tekoucí vodou. A výsledky? Námaha a vytrvalost se vyplatila, kluci šli „fotografovat“ dvakrát a obě série se povedly.
‐ 178 ‐
Tvorivý učiteľ fyziky VI, Smolenice 7. ‐ 10. apríl 2013
Fotocitlivý papír byl samozřejmě exponován jako negativ, zbývalo tedy převést negativ na pozitiv. Jedna z metod je tzv. kontaktní kopie. Usušený fotopapír zakryjeme dalším citlivým fotopapírem opět v temné komoře citlivou emulzí na emulzi, poté přikryjeme sklem a osvítíme bílým světlem. Já jsem vzhledem k dosavadním neúspěchům volila metodu daleko pohodlnější a jistější – naskenování negativů a jejich následné převedení do pozitivu. Některé z fotografií studentů
Obr. 7: Negativ (1) z prvního kola
Obr. 8: Pozitiv (1) z prvního kola
Obr. 9: Negativ (2) z prvního kola
Obr. 10: Pozitiv (2) z prvního kola
Obr. 11: Negativ (3) z prvního kola
‐ 179 ‐
Obr 12: Pozitiv (3) z prvního kola
Tvorivý učiteľ fyziky VI, Smolenice 7. ‐ 10. apríl 2013
Obr. 13: Negativ (4) z druhého kola
Obr. 14: Pozitiv (4) z druhého kola
Obr. 15: Negativ (5) z druhého kola Obr. 16: Pozitiv (5) z druhého kola Zkušenosti S ohledem na výše uvedené vřele doporučuji zajistit si dostatek času, přiměřený počet studentů, dostatek chemikálií, octovou vodu, kvalitní zatemnění a hlavně: trpělivost. Hodnocení Závěrem mohu konstatovat, že investovaná námaha, peníze, čas a elán se vrátily v podobě relativně úspěšně zakončeného projektu včetně spokojených studentů. Když jsme potom výsledky prezentovali před třídou, bylo zřejmé, že někteří pohodlnější spolužáci svým vytrvalejším kamarádům jejich fotografie lehce závidí. Cesta k cíli byla kostrbatá, plná slepých uliček, naivity, temných zákoutí, ale nakonec naše snaha byla korunována aspoň dílčím úspěchem. Takže: nevzdávat se, číst návody, zkoušet a vytrvat! A když se něco ani přes veškeré úsilí nepovede, dovolím si citovat jednu kapelu z Valašského Meziříčí: „I cesta může být cíl …“ Zdroje, další informace: [1] http://www.physics.muni.cz/kof/kavarna.shtml [2] http://www.fler.cz/zbozi/camera‐obscura‐dirkovy‐fotoaparat‐3141131 http://www.solargraphy.com/ http://www.pinholeday.org Adresa autora Mgr. Lenka Kramářová Gymnázium, Brno, Vídeňská 47 Vídeňská 47, Brno, ČR
[email protected] ‐ 180 ‐