Optički uređaji (1

OPTIČKE NAPRAVE

Optičke naprave razna su pomagala, instrumenti i uređaji koji primjenjujući optičke pojave imaju vrlo široku primjenu. Sastavljene su od optičkih sastavnica (zrcala, leća, prizmi, svjetlovoda i dr.). Obično se razvrstavaju na optička pomagala kao jednostavnije naprave, optičke instrumente za promatranje predmeta, optičke mjerne instrumente za mjerenje svjetlosnih pojava i posredno optičkih svojstva tvari, optičke uređaje ili aparate za obrađivanje optičkih slika (prikazivanje, prenošenje, oblikovanje, pohranjivanje) te svjetlila kao izvore svjetlosti za osvjetljavanje i rasvjetu. Važni dijelovi mnogih suvremenih optičkih naprava su optoelektroničke sastavnice i uređaji (fotodiode, fototranzistori, svjetleće diode, pokaznici, kamere, laseri i dr.).

Optički uređaji, stariji naziv aparati (prema lat. apparatus: sprava, uređaj, oruđe), velika su skupina optičkih naprava koje služe u određene svrhe. Razvijali su se postupno, od XIX. stoljeća do danas, a neki su gotovo neprepoznatljivi u usporedbi s prvima. Bez mnogih od njih gotovo je bio nezamisliv život i rad tijekom XX. stoljeća. Ipak, u XXI. stoljeću mahom ih zamjenjuju suvremeni optoelektronički uređaji.

Fotografski aparati

Fotografski aparat, fotoaparat ili fotografska kamera1 optički je uređaj za snimanje u fotografiji (grč. fos svjetlo, grafein: pisati, crtati)2, tehničkoj disciplini za snimanje slika. U hrvatskom je za fotografiju predložen i naziv svjetlopis, ali nije

1 Valja uočiti kako su u različitim jezicima uobičajeni različiti nazivi, tako se u hrvatskom najčešće upotrebljava fotoaparat, dok je u engleskom to najčešće camera, u hrvatskom je kamera češći naziv za filmsku kameru (u novije doba i videokameru), dok je u engleskom to movie camera ili film camera, odnosno video camera. 2 Naziv fotografija prvi je 1839. godine upotrijebio Johann Heinrich von Mädler (1794.–1874.), njemački astronom, po kojem je nazvan jedan asteroid te krateri na Mjesecu i

Marsu. ušao u uporabu, a fotografijom se naziva i fotografska slika ili snimka. Povijesno su se razvila dva potpuno neovisna fotografska postupka: kemijska fotografija ili fotografija srebrnih soli, razgovorno i klasična fotografija, koja se primjenjivala od sredine XIX. do kraja XX. stoljeća i elektronička ili digitalna fotografija koja se primjenjuje od kraja XX. stoljeća. Osnivaju se na potpuno različitim načelima, a jedino im je optički sličan fotografski aparat, jasno s različitim osjetnicima (senzorima). Prethodnici fotografskog aparata bila su dva povijesna pomagala: kamera opskura i kamera lucida.

Kamera opskura (lat. camera obscura; prema grč. kamara; lat. camera: komora, soba, izba; + lat. obscurus: taman, mračan) ili tamna komora3 nekadašnje je slikarsko pomagalo. Bila je to zatvorena drvena kutija, prostorija ili šator, s malim otvorom na jednoj stjenki kroz koji se projicirala obrnuta slika vanjskoga osvjetljenog predmeta na suprotnu stranu, tzv. zaslon. Takva je naprava opisana još u VII. stoljeću pr. Kr. u Kini, u IV. stoljeću pr. Kr. opisao ju je Aristotel (384.–322. pr. Kr.), grčki filozof i prirodoznanstvenik, u XI. stoljeću Alhazen (~ 965.–1040.), arapski znanstvenik, a oko 1500. godine njome se služio Leonardo da Vinci (1452.–1519.), genijalni renesansni slikar, kipar, inženjer i izumitelj, te je zaključio kako na tom načelu radi i oko. Kamerom opskurom od XVI. stoljeća služili su se slikari za skiciranje predmeta i krajolika te predočavanje perspektive, a astronomi za promatranje Sunca. Potom su se u Italiji dosjetili da u otvor kamere stave pozitivnu leću i tako projiciraju oštru sliku, a da ju isprave pomoću dvaju zrcala. Takvu kameru opisao je 1569. godine Daniele Matteo Alvise Barbaro (1513.–1570.), venecijanski znanstvenik i akvilejski patrijarh u djelu La practica della perspettiva (Primjena promatranja), a oko 1570. godine Giambattista della Porta (1535.–1615.), napuljski liječnik i prirodoznanstvenik, te ju opisao djelu Magia Nauralis sive miraculis rerum naturalium (Prirodne čarolije ili čudesa prirode) u 20 svezaka, objavljivanih od 1558. do 1589. godine.

Kamera lucida (lat. camera lucida; prema lat. lucidus: svijetao, sjajan) ili svijetla komora

3 Tamna komora je i naziv zatamnjene prostorije za mehaničku, optičku i kemijsku obradbu fotografskog materijala (oblikovanje, pakiranje, ulaganje u kasete, osvjetljavanje, kemijsko razvijanje i fiksiranje) u kemijskoj fotografiji.

Kamera opskura kao pomagalo slikara Crtanje pomoću kamere lucide Aparat za dagerotipiju iz 1839. godine (tvrtka Giroux)

nekadašnje je slikarsko pomagalo za projiciranje slike na papir i tako olakšanje njezinoga crtanja. Patentirao ju je 1806. godine William Hyde Wollaston (1766.–1828.), engleski kemičar. Kamerom lucidom koristio se 1833. godine William Fox Talbot, izumitelj kalotipije, pri posjetu Italiji, za skiciranje predmeta i krajolika koje je htio crtati. To ga je navelo na pomisao kako bi trebalo pronaći način kako trajno sačuvati takve slike. Kamera lucida donedavno se rabila za crtanje mikroskopskih preparata.

Klasični fotoaparat optički je uređaj za snimanje fotografija u tzv. klasičnoj ili kemijskoj fotografiji. Prilagođenu kameru opskuru kao fotografski aparat primijenili su pioniri fotografije, 1826. godine Joseph Nicéphore Niépce (1765.–1833.), francuski kemičar, izumitelj heliografije kao praoblika fotografije, potom 1839. godine Louis-Jacqueus-Mandé Daguerre (1787.–1851.), francuski kemičar i umjetnik, izumitelj dagerotipije, sljedećeg praoblika fotografije, te 1841. godine William Henry Fox Talbot (1800.–1877.), engleski znanstvenik, izumitelj kalotipije (prema grč. kalos: lijep, krasan; + typos: dojam, utisak) ili talbotipije primjenom postupka negativ-pozitiv, praoblika iz

Reklama za Kodakovu boks-kameru iz 1899. godine, sa sloganom “Vi pritisnite gumb - - - mi činimo ostalo” kojeg se razvila klasična kemijska fotografija sa srebrnim solima. Glavni dijelovi fotografskog aparata su kućište koje ostvaruje tamnu komoru, objektiv za projiciranje slike, zaslon, tzv. blenda, kojim se određuje otvor za prolaz svjetlosti, zapor za određivanje vremena izlaganja fotografskog osjetnika i smještaj fotoosjetljivog osjetnika. U kemijskoj fotografiji osjetnik je fotografska ploča ili fotografski film (engl. film: tanak sloj, opna)4 smješten u posebnu kutiju, tzv. kasetu, a u digitalnoj fotografiji to je neki optoelektronički osjetnik. Samo najjednostavniji fotoaparati, tzv. boks-kamere (prema engl. box: kutija), imaju stabilan objektiv. Malo složeniji klasični aparati imaju tubus ili mijeh za prilagođavanje razmaka između objektiva i osjetnika, a time izoštravanje slike. Fotografski celuloidni film izumio je 1887. godine Hannibal Wiliston Goodwin (1822.–1900.), američki izumitelj koji je patentirao izradbu prozirnog savitljivog filma od nitroceluloze, koji se odmah počeo upotrebljavati za fotoosjetljive osjetnike fotoaparata i filmskih kamera. Na temelju toga američka tvrtka Kodak počela je 1888. godine proizvoditi boks-kamere za široko tržište, pod sloganom “Vi pritisnite gumb - - - mi činimo sve ostalo”. Slike su bile okrugle, promjera 6,4 cm (2,5 in). Kada se potrošio film za oko stotinu snimaka, aparat se morao slati u tvornicu, gdje se film vadio i razvijao da se dobiju negativi snimki, a aparat se napunio novim filmom. Potom su širom svijeta konstruirani razni modeli fotografskih aparata s tubusom ili mijehom. Rabili su pojedinačne fotografske staklene ploče ili celuloidne filmove u posebnim svje-

4 Riječ film je u hrvatskom, pa i u nekim drugim jezicima višeznačna: 1. općenito tanak sloj (npr. film masnoće na vodi), 2. u fotografiji prozirna podloga s fotoosjetljivim slojem, 3. u kinematografiji smislene snimke pokretnih slika te proizvod kinematografske umjetnosti.

Profesionalni fotoaparat za atelje, s kraja XIX. stoljeća Fotoaparat s mijehom (oko 1910. godine) Fotoaparat Leica iz 1927. godine

tlonepropusnim kasetama, koje su se umetale u fotografske aparate. Umetnutoj se kaseti prije snimanja podizala prednja stijenka, da se ploča ili film može osvijetliti, a nakon snimanja se opet spuštala da se od svjetla zaštiti negativ i kaseta odnese u tamnu komoru na kemijsku obradbu filma (razvijanje, fiksiranje i pranje). Kodak je 1901. godine konstruirao fotoaparat za fotografski film, smotan zajedno sa zaštitnim papirom, tako da se mogao ulagati u fotografski aparat i iz njega vaditi pri dnevnom svjetlu. Taj je format naknadno normiran kao 120 filmski format5, razgovorno srednji format u smotku tzv. rol-filma, širine ~ 6,2 cm, duljine obično za osam snimki, izmjera pojedinačnih snimki obično 6 cm × 9 cm. Fotografski se film pomoću ugrađene ručice u fotoaparatu namatanjem pomicao za sljedeću snimku. Na poleđini aparata bio je malen otvor s crvenim filtrom, kroz koji su se nazirale crne oznake na zaštitnom papiru, i tako namještala

5 Njegova inačica 220 filmski format konstruirana 1965. godine je dulja, većinom za 18 snimki. sljedeća snimka. Novi i već osvijetljeni film, kako je bio umotan u zaštitni papir, mogao se umetati i vaditi pri svjetlu, a tek se u tamnoj komori film odvajao od zaštitnog aparata i kemijski obrađivao. Od takvog su se negativa nakon kemijske obradbe mogle izravno kopirati pozitivne fotografije jednakih izmjera. Tek je za veće formate trebao projektor za povećavanje. Taj je format filma napušten u drugoj polovici XX. stoljeća. Važan skok bio je u konstrukciji fotoaparata s celuloidnom filmskom vrpcom, perforiranom (lat. perforare: probušiti) na rubu, koji je još 1913. godine konstruirao Oscar Barnacka (1879.–1936.), njemački fotograf i izumitelj. Taj niz rupica omogućava pouzdano pomicanje vrpce preko zupčanika. Zbog rata njemačka tvrtka Leiz počela je takav fotoaparat proizvoditi pokusno tek 1923. godine, a javnosti je prikazan 1925., pod nazivom Leica (prema Leiz Camera). Širina filma perforiranoga na oba ruba bila je 36 mm (1,4 in), a snimke izmjera 26 mm × 34 mm, što je bila kopija Edisonovog kinematografskog filma. Duljina filma većinom je bila za 24 ili 36 sni-

Boks-kamera FK zagrebačke tvrtke Fotokemika, za format negativa 6 cm × 9 cm (1948. godina) Dva najčešće rabljena formata fotografskih filmova: tzv. rol-film i lajka-film. Posljednji model fotografskog aparata za kemijsku fotografiju tvrtke Canon, prestao se proizvoditi 2010. godine

maka. Taj lajka-format usvojio je i Kodak 1934. godine, pa je postao norma za sve takve aparate pod nazivom 135 filmski format, razgovorno mali format. Film se pakirao u za svjetlo nepropusne valjkaste kasete, tzv. uloške, iz kojih je virio samo početak filma za namještanje na zupčanik u fotoaparatu. Ubrzo je u fotoaparate ugrađeno da se navijanjem mehanizma zapora istodobno pomiče i film za sljedeću snimku, čime je onemogućena česta pogreška da se na već snimljeni, nepomaknuti negativ snima nova snimka. Izmjere negativa snimki ipak su bile premalene za izravno kopiranje, pa su se snimke uglavnom povećavale na posebnom projektoru. Brojne inačice takvih fotoaparata proizvodile su se širom svijeta, pa su aparati lajka-formata 1960-ih godina uglavnom potisnuli iz uporabe sve druge formate. U profesionalnim fotografijama raznih struka rabili su se brojni drugi formati filmova. Svjetlosna osjetljivost fotografskih filmova označava se trima normama: DIN, ASA i ISO. Klasični fotografski aparati za kemijsku fotografiju opće uporabe prestali su se proizvoditi prvih godina XXI. stoljeća.

Digitalni fotoaparat optički je uređaj za snimanje fotografija u tzv. digitalnoj ili elektroničkoj fotografiji. Razvojem optoelektronike konstruirani su 1980-ih godina elektronički fotografski aparati, koji su ubrzo potisnuli aparate s filmovima za kemijsku fotografiju. U njima je neki fotoosjetljivi osjetnik, na primjer CCD-osjetnik (engl. charge copled device: naponsko vezana sastavnica). Prvi digitalizirani fotoaparat s CCD-om stavila je na tržište 1981. godine japanska tvrtka Sony, pod nazivom Sony Mavica. Snimka se pohranjivala na 90-mm memorijskom disku, a promatrala se na monitoru računala ili televizoru, stoga to nije bio potpun digitalni fotoaparat. Prvi potpuni digitalni fotoaparat stavila je na tržište 1988. godine japanska tvrtka Fuji, pod nazivom Fuji DS-1P. Potom je digitalni fotoaparat stavila na tržište 1990. godine američka tvrtka Kodak, pod nazivom DCS 100. Bio je za današnje pojmove vrlo skup, pa su ga u prvo vrijeme rabili većinom profesionalni fotografi. Nakon toga su se na tržištu pojavljivali sve pristupačniji digitalni fotoaparati, koji su za desetak godina potisnuli iz uporabe fotoaparate s filmovima i time poslali kemijsku fotografiju u časnu povijest. Na digitalnom se fotoaparatu snimka odmah vidi na kontrolnom zaslonu, a posprema se na memorijsku karticu. Fotoaparat se jednostavnim kabelom može preko USB-utičnice povezati s računalom za daljnju obradbu i uporabu. Razvoj je išao neslućeno brzo. Ubrzo su pametni mobiteli dobili kao dodatak digitalni fotoaparat i digitalnu videokameru, koji od početka XXI. stoljeća u masovnoj primjeni potiskuju i elektroničke fotoaparate. Danas samo profesionalni snimatelji i oni s većim zahtjevima rabe fotoaparate, a prosječni korisnici se većinom zadovoljavaju snimanjem s pametnim mobitelima. Fotografije snimljene digitalnim fotoaparatom promatraju se na elektroničkim pokaznicima, pomoću dodatnoga kabela ili se bežično posebnim programima prenose na računalo za pohranu ili daljnju obradbu. Snimke na mobitelima odmah se mogu slati na e-adrese ili druge aplikacije. Po potrebi se fotografije na papir otiskuju priručnim pisačima na običnom ili posebnom fotopapiru, a iznimno na profesionalnim uređajima. Na tržištu postoje i tzv. džepni pisači za ispis fotografija iz digitalnog fotoaparata.

Instant-fotoaparat (prema engl. instant: čas, tren; preneseno: brzo pripravljeno), brzi fotoa-

Suvremeni digitalni fotoaparat tvrtke Nikon Prvi instant-fotoaparat Polaroid Land camera Model 95 iz 1948. godine Suvremeni instant-fotoaparat tvrtke Polaroid

parat ili polaroid fotoaparat posebna je izvedba fotoaparata koji odmah nakon snimanja izbacuje gotovu snimku. Prvi je instant-fotoaparat konstruirao i patentirao 1923. godine Samuel Shlafrock (1886.–1959.), američki izumitelj, koji se sastojao od fotoaparata i kutije za kemijsku obradbu fotografije. Znatno poboljšan takav fotoaparat, koji je automatski kemijski obrađivao snimke, konstruirao je nakon brojnih pokusa 1943.–1947. godine Edwin Herbert Land (1909.–1991.)6, američki znanstvenik, izumitelj i osnivač tvrtke Polaroid, te ga stavio 1948. godine na tržište pod nazivom Polaroid Land camera Model 95. Stoga se i danas takvi fotoaparati razgovorno nazivaju polaroidima, bez obzira na proizvođača. Fotoaparat je opskrbljen kasetom s posebnim fotopapirom i kemikalijama. Nakon snimanja u roku od

6 Land je ostao poznat i kao konstruktor optike znamenitog izviđačkog zrakoplova U-2.

Nastavak sa 23. stranice

Repne površine (poz. 2 i poz. 3 i njihovi nosači poz. 8 i poz. 9)

Način rada je isti kao za krilo. Vertikalni rep, tzv. “kormilo smjera”, utakne se u nosač poz. 8, kako je to pokazano na presjeku B–B. Horizontalni dio, “kormilo visine”, lijepi se na dva trokutasta nosača, poz. 9, presjek C–C. Prije lijepljenja krila i repnih površina potrebno je, gledajući s prednje strane, paziti da ove površine budu međusobno paralelne, odnosno vertikalne. Ovo će dati lijep model koji će lijepo letjeti.

Težište

Težište modela treba biti na 1/3 širine krila, mjereno od napadne ivice, kako je to pokazano na nacrtu. Težište korigiramo dodavanjem plastelina ili sirove gume na vrh trupa.

Težine

Dobio sam sljedeće težine: Trup (karbonska cijev, ribički štap) 5,51 Krilo s uškama 9,77 Repne površine 1,50 Balast sirova guma 3,82 Ukupno 20,6 grama Ovo je približno tri puta veća težina od one koja se navodi na internetskim stranicama za oko jedne minute iz aparata je izlazila gotova snimka. Ubrzo su se na tržištu pojavili instant-fotoaparati drugih proizvođača. Uglavnom su se razlikovali po fotopapiru i kemikalijama, koji su često bili različiti čak i za različite modele istog proizvođača. Napuštanjem klasične fotografije na prijelazu stoljeća napušteni su i klasični instant-fotoaparati. Ipak, nakon stečaja, jedan od potomaka tvrtke Polaroid oporavio se i 2010. godine stavio na tržište novi instant-fotoaparat. Ubrzo su ga nastavili proizvoditi i drugi proizvođači, tako da su danas na tržištu brojne ponude instant-fotoaparata i posebnih prijenosnih pisača. Prednost je instant-fotoaparata što se odmah dobije fotografija, a mane su što je to samo jedna fotografija, razmjerno malog formata, te razmjerno visoka cijena fotoaparata, papira i kemikalija (namjenskih za određeni tip fotoaparata). Dr. sc. Zvonimir Jakobović

ove jedrilice. Ima više razloga za to. Kao prvo, nisam imao deprona, premda pišem depron, a stiropor koji služi kao podloga za parkete ne može se stanjiti na manje od 1 mm, jer se kida. Drugo, vrh ribičkog štapa je pretežak, ali nisam u mogućnosti nabaviti modelarsku karbonsku cijev. Treće, koristio sam dvokomponentno epoxy ljepilo koje je teško. Ali za stjecanje iskustva u izradi ovakvih modela, i ovo je jako dobro. Neko smanjenje ukupne težine svakako je moguće, ali o tome nećemo sada pisati, nego savjetujem modelarima da odu na natjecanje ovakvih modela, gdje će dobiti sve odgovore. Jedna napomena za proširenje znanja. Težina je produkt mase i ubrzanja, u našem slučaju ubrzanja zbog sile teže. To znači da tijelo mase 80 kg ima različite težine na Zemlji ili Mjesecu. Fizikalna veličina težine je N = kg x m/sek2. Mi svjesno griješimo i govorimo “težina” umjesto “masa”.

Probni letovi

Modeli ove klase nisu predviđeni za let na livadi ili sportskom aerodromu. Treba potražiti neku dvoranu s visokim stropom. Svakako treba imati u blizini iskusnog modelara za pomoć. Bojan Zvonarević, aeroklub Slavonski Brod