        P 48 (2020/2021) 2 21 Solarografija K̌ S Solarografija je analogna fotografska tehnika, pri čemer posnamemo gibanje Sonca po nebu. Naj bo to pot, ki jo naredi v enem dnevu, tednu, v več mesecih, ali osmica, ki nastane s celoletnim bele- ženjem položaja opoldanskega Sonca. A začnimo na začetku; tukaj gre za analogno fotografijo s ca- mero obscuro. Camera obscura (iz latinščine te- mna soba) je optična naprava, ki preslika okolico preko luknjice na zaslon. Gre za najosnovnejšo pripravo, ki nima optičnih elementov za ustvarja- nje slike, a izkorišča dejstvo, da svetloba potuje po premici. Slika v cameri obscuri ima dve zanimivi lastnosti. Zasukana je za 180° in vsi predmeti so v enakem gori- šču, nasprotno, kot smo vajeni iz fotografije ali vsak- dana. Oko prilagaja svojo lečo, da vidimo predmet, na katerega smo osredotočeni, izostren, medtem ko so predmeti pred in za njim zamegljeni. Podobno s fotografskim objektivom izbiramo razdaljo, na ka- teri so predmeti izostreni. Če pa opazujemo sliko, ki nastane skozi luknjico, vidimo vso okolico ostro. O tem se lahko enostavno prepričamo sami. S ko- nicami palca, kazalca in sredinca ene roke naredimo tako majhno luknjico, da še komaj vidimo skoznjo, in se zaglejmo v predmet nekaj metrov stran. Z dru- go roko pridržimo manjši predmet 20 cm pred glavo. Zdaj ohranimo pogled in odmaknemo prvo roko. Od- daljeni predmet je še vedno izostren, a bližnji je za- megljen; bistveno bolj, kot je bil prej. Bolj drobno luknjico kot nam uspe narediti, bolj oster bo bližnji predmet, a za ceno temnejše slike. Na ta način si lahko pomagajo kratkovidni ljudje, ki pozabijo očala doma. Zgodovina uporabe camere obscure je dolga. Opi- sovali in proučevali so jo že kitajski učenjaki v četr- tem stoletju pred našim štetjem, kasneje grški, arab- ski in od renesanse dalje še evropski. V 17. stoletju SLIKA 1. Slika predmeta pri preslikavi skozi luknjico je obrnjena. so jo uporabljali astronomi za proučevanje Sončevih peg in slikarji kot pripomoček pri upodabljanju kra- jine. Je predhodnica fotografskega aparata, danes pa je našla mesto med ljubitelji analogne fotografije in na seznamu želja DIY (do-it-yourself, samograditelj- skih) projektov. Njena izdelava je relativno prepro- sta; ne potrebujemo delavnice ali posebnega orodja. Vse, kar je potrebno narediti, je, da najdemo ali iz- delamo temen prostor in naredimo primerno majhno luknjico. Lahko npr. vzamemo kartonsko škatlo od kosmičev, čevljev, paketa. Na eni strani škatle iz- režemo nekaj centimetrsko luknjo, ki jo prelepimo z aluminijasto folijo. Na nasprotni strani podobno izrežemo luknjo in jo prelepimo s papirjem, ki bo služil kot zaslon. Aluminijasto folijo z iglo prebo- demo, da naredimo čim manjšo luknjico. Treba je le paziti, da iglo le delno zarinemo v folijo. Za takšno kamero potrebujemo močnejši vir svetlobe, npr. žar- nico, plamen sveče ali seveda Sonce. Druga možnost je, da na steno camere obscure nasproti luknjice na- lepimo papir, ki bo služil kot zaslon. Luknjo izre- žemo na isti steni, kot je luknjica, da skoznjo vidimo zaslon. Tako se s hrbtom obrnemo proti Soncu in opazujemo sliko v zatemnjeni škatli.         P 48 (2020/2021) 222 SLIKA 2. Sončeva svetloba, ki se prebije skozi krošnje dreves, se prav tako preslika kot pri cameri obscuri. Tako lahko opazujemo Sončev mrk v naravi. Namesto neposrednega gledanja na zaslon, lahko sliko ujamemo na fotografski papir in jo trajno shra- nimo. S tem ne mislimo fotopapirja, ki ga upora- bljamo za kvalitetnejši tisk fotografij, ampak liste, ki so občutljivi na svetlobo. V časih analogne fotogra- fije so se uporabljali za razvijanje slik s filmov, danes jih pa še najdemo v fotografskih trgovinah v različ- nih dimenzijah in kvalitetah. S takim fotopapirjem lahko najlažje izdelamo kamero iz pločevinke – naj bo ta od pijače, čipsa ali napolitank, saj je pločevina dovolj tanka (pribl. 200 mikrometrov), da jo lahko z nekaj truda prebodemo z iglo. Delo si še olajšamo tako, da pločevino pobrusimo z brusnim papirjem na mestu, kjer želimo narediti luknjico. Odrezati moramo vrh pločevinke tako, da lahko vstavimo fo- topapir in ga namestimo ob obod. Izdelati moramo še pokrov, ki bo tesno zapiral pločevinko, da vanjo ne moreta vstopiti niti voda niti svetloba. Primerno je že, če uporabimo karton in vodoodporni lepilni trak. Po tem, ko vstavimo fotopapir v kamero in jo zapremo, moramo biti pozorni, da je zakrita tudi lu- knjica, da Sonce pomotoma ne posije v njeno notra- njost, saj je dovolj močno, da pusti sled v nekaj se- kundah. Odkrijemo jo šele, ko je kamera nameščena na svoje mesto. Luknjico pustimo odprto dlje časa, lahko več dni ali tednov. Če jo na prostem usme- rimo proti vzhodu, jugu ali zahodu, bomo na jasen dan posneli sled dnevne poti Sonca po nebu. Lahko pa jo pustimo na mestu vse leto in bomo na koncu posneli celoten pas sledi. Ko se odločimo, da bomo končali z osvetljevanjem, moramo pred premikom kamere zakriti luknjico. Fotopapir računalniško ske- niramo in sliko v namenskem programu obdelamo – obrežemo, povečamo svetlost in kontrast (neline- arno raztegnemo histogram) izostrimo. Nastale fo- tografije na fotografskem papirju bi morali fiksirati in razviti, da fotopapir ni več občutljiv na svetlobo in da fotografije trajno ostanejo. Če tega ne počnemo, jih moramo shraniti v popolni temi. S fotopapirjem moramo biti previdni, saj je občutljiv na svetlobo. Z njim moramo rokovati v zatemnjeni sobi pod šibko rdečo svetlobo v vseh korakih postopka, od vstavlja- nja v kamero do ogledovanja po osvetlitvi. SLIKA 3. Solarogram s pločevinko s časom osvetlitve sedem dni. Pot Sonca po nebu se je zarisala nad hišo. Camero obscuro lahko uporabimo za snemanje Sončeve analeme. To je krivulja v obliki osmice, ki jo med letom na nebu izrišejo lege Sonca, če jih be- ležimo ob istem času dneva, ki ga kažejo naše ure. Nastanek analeme lahko najbolje razumemo, če si zamislimo, kako se med letom spreminjajo položaji Sonca ob dvanajsti uri (po zimskem času). Če bi Sonce vedno kulminiralo (najvišja točka na nebu) točno opoldne, bi se med letom spreminjala le opol- danska višina Sonca. Na letnem solarogramu, ko bi         P 48 (2020/2021) 2 23 SLIKA 4. Kamera iz pločevinke je imela goriščno razdaljo sedem centi- metrov. Čas osvetlitve je bil le dva dneva. SLIKA 5. Analema, ki sta jo z metodo solarografije posnela Maciej Zapiór and Łukasz Fajfrowski. fotografski papir osvetlili le opoldan, bi tako dobili ravno črto na lokalnem poldnevniku. To bi veljalo, če bi se Zemlja gibala okoli Sonca po krožnici z ena- komerno hitrostjo, a temu ni tako. Njena tirnica je elipsa z ekscentričnostjo 0,0167. Po drugem Kepler- jevem zakonu je njena hitrost ob prisončju, okoli 3. januarja, večja (30,29 km/s) kot ob odsončju SLIKA 6. Avtorjeva kamera. Na sprednji strani je centimetrska odprtina, kamor namestimo deľcek pločevine z luknjico; na ta način pre- izkušamo razlǐcne velikosti luknjic. Na levi strani je motorček s prenosom, ki premika zaslonko. (29,29 km/s), ki je okoli 4. julija. Če temu dodamo še učinek zaradi nagnjenosti ekliptike (Sonce se na nebu giblje tudi v smeri sever-jug in ne le vzhod- zahod), dobimo tako imenovano časovno enačbo. Ta v resnici ni enačba, ampak fizikalna količina, ki pove časovno razliko med pravim Sončevim časom, ki ga kaže sončna ura, in srednjim Sončevim časom, ki ga kaže navadna ura. Časovna enačba je torej posledica neenakomernega gibanja Zemlje okoli Sonca, zaradi katerega pravi lokalni poldan med letom včasih pre- hiteva in včasih zaostaja za poldnevom, ki ga kažejo navadne ure; te seveda tečejo enakomerno. Kako lahko posnamemo analemo? Kamero usme- rimo proti jugu in jo pustimo na mestu eno leto. Moramo biti pozorni, da naša kamera sploh zajame dovolj veliko vidno polje (vsaj 46° v navpični smeri). Najti moramo še način, kako bo svetloba Sonca pri- šla na fotopapir le ob dvanajsti uri. To lahko nare- dimo ročno in luknjico kamere odpremo vsak dan ob dvanajstih. To je precej nerodno, saj moramo biti vsak dan opoldan pri kameri. Lahko pa pred luknjico namestimo vrteči disk s špranjo, nekakšno premično zaslonko, ki se pred luknjico postavi ravno ob pravi uri. Za to lahko uporabimo navaden motor- ček na enosmerno napetost, ki se vrti s stalno hi- trostjo. Sami smo izdelali prav tako kamero z mo- torčkom, ki s polžnim prenosom premika zaslonko.           P 48 (2020/2021) 224 Krmili ga mikrokontroler Arduino, ki prebere čas iz RTC (real time clock) modula, in ima še baterijo, tako da se točen čas ohrani tudi ob izpadih električnega omrežja. Motorček zapelje zaslonko do zgornjega položaja in pusti luknjico odprto za določen čas osvetlitve (približno 10 sekund). Po tem času mo- torček premakne zaslonko in luknjico zapre. Vrnimo se k luknjici, ki je ključni del kamere. Če želimo dobre rezultate, moramo pametno izbrati njeno velikost. Manjši, kot je njen premer, ostrejša je slika, saj gredo skoznjo bolj vzporedni žarki sve- tlobe. Če si zamislimo, da na luknjico vpada vzpo- reden snop svetlobe, je nastala slika na fotopapirju krog s premerom luknjice. Zaradi tega je bolje imeti čim manjšo luknjico. Vendar narava svetlobe ni tako enostavna, ker je v osnovi elektromagnetno valova- nje. Zato se uklanja na ovirah in odprtinah, kot je naša luknjica. Če si ponovno zamislimo, da na lu- knjico vpada vzporedni snop svetlobe, opazimo na zaslonu uklonsko sliko. To je krog, katerega velikost je obratno sorazmerna s premerom luknjice. Obstaja optimalna velikost luknjice, ki daje najostrejšo sliko. Izračunamo jo z enačbo d = c √ λf , pri čemer je d premer luknjice, λ valovna dolžina svetlobe, f go- riščna razdalja kamere in c konstanta, ki ima vre- dnosti od 1,542 do 2. Goriščna razdalja kamere je kar razdalja fotopapirja od luknjice. Ta enačba naj bo okvirno vodilo. Optimalne velikosti so tipično pod enim milimetrom, tako da moramo biti pazljivi pri prebadanju pločevine. Pri izdelavi luknjice težko nadzorujemo njeno velikost, lahko pa kasneje njen premer izmerimo. Ena možnost je ta, da jo položimo na optični bralnik skupaj z ravnilom in jo skeniramo pri visoki ločljivosti. Na računalniku preštejemo, ko- liko slikovnih točk je široka, in izračunamo velikost s pomočjo slike ravnila. S tem člankom sem želel predstaviti camero obscuro kot nezahteven samograditeljski projekt in predstavil Sončevo analemo kot privlačno astronom- sko »tarčo«, ki bo kakšnega bralca pritegnila, da se loti izdelave svoje kamere. Seveda je svetovni splet neizčrpen vir koristnih informacij, načrtov in kal- kulatorjev raznih parametrov, ki nam olajšajo načr- tovanje. Upam, da bomo kdaj v prihodnosti brali članke o novi domači kameri, mogoče o nadgradnji predstavljene, o novih načinih izdelave, novih ide- jah. ××× ̌  ̌  48/1 Pravilna rešitev nagra- dne križanke iz prve številke Preseka je Re- trogradno gibanje. Iz- med pravilnih rešitev so bili izžrebani Marijana Marinšek iz Celja, Ka- rel Rankel iz Kranja in Luka Žerdin iz Mari- bora, ki bodo razpisane nagrade prejeli po pošti. ×××