VIDEO
Nålhålskameran förklarad i 3D
2:05 · Utan ljud
En 3D-vy följer ljus som reflekteras från punkter på ett träd, passerar genom ett litet hål och bildar en uppochnedvänd bild. Den jämför hur små och stora öppningar förändrar ljusfläcken från varje punkt och bildens skärpa.
Den här videon är utan ljud. Texten nedan beskriver också dess visuella innehåll och rörelser. Läs förklaringen i artikeln
Läs videons bildbeskrivning
Solljus träffar trädet och reflekteras från varje punkt på dess yta i många riktningar. Olika färger skiljer ljus från trädets övre del, mitt och nedre del åt. Strålarna sprids både i djupled och i sidled över bilden.
Mellan trädet och skärmen står en mörk låda med ett litet hål. Ljuset som träffar väggen stoppas där; bara den del som är riktad mot hålet kommer in i lådan. Ljus från olika punkter passerar genom hålet samtidigt. Hålet varken böjer strålarna eller får dem att samlas.
Ljuset fortsätter rakt efter att ha passerat genom hålet. Ljus från trädets övre del når skärmens nedre del, ljus från den nedre delen når den övre, och ljus från mitten når mitten. Så bildas en bild av trädet som är omvänd både uppifrån och ned och från vänster till höger.
Betraktningspunkten rör sig längs ljusets väg: från solen till trädet, från reflektionen på trädet mot hålet och genom hålet till skärmen inne i lådan. Vyer utifrån och inifrån visar att ljuset fortsätter längs samma raka linje före och efter hålet.
Med ett litet hål bildar ljus från en punkt på trädet en liten rund fläck på skärmen. Fler fläckar, som motsvarar andra punkter på trädet, tillkommer gradvis och bildar tillsammans den uppochnedvända bildens fina konturer.
Hålet blir större medan trädet och skärmen står kvar på samma platser. Ljusfläcken från samma punkt blir större. När stora fläckar från många punkter överlappar varandra blir konturerna oskarpa. Till sist jämförs bilderna från ett litet och ett stort hål sida vid sida, så att storleken på varje punkts fläck kan kopplas till hela bildens utseende.
Strålarna och hålet är schematiska och förstorade för att synas tydligt. Cirklarna visar hur bilden bildas. Ljusstyrkan har anpassats för jämförelsen. Ett mindre hål gör inte bilden allt skarpare utan gräns: när hålet är för litet uppstår även oskärpa genom diffraktion.