Rekenen aan "Orbs" - Uitdaging voor de echte Myth Busters

Alhoewel ik nog vrij nieuw ben op dit wetenschapsforum, heb al wel gemerkt dat hier aardig wat brainpower rondloopt. Graag zou ik jullie de volgende uitdaging willen voorleggen.

Op flitsfoto’s van (voornamelijk goedkopere) camera’s worden tegenwoordig vaak lichtbollen aangetroffen. De gemiddelde wetenschapper zal vrij snel constateren dat deze lichtbollen veroorzaakt worden door kleine aangeflitste partikeltjes (stofdeeltjes, regendruppels) die zich relatief dichtbij de lens bevinden (0-10cm). Aangezien de camera zich meestal focused op objecten die zich verder weg bevinden (30cm – oneindig), wordt dit hele felle lichtpuntje onscherp geprojecteerd op de CCD-chip. Op deze wijze ontstaat er een bol in de vorm van het diafragma (je ziet soms de niet-perfect ronde opening van de sikkelvormige lamellen). In de bol kun je soms ook een aantal ringen onderscheiden. Dit zijn de zgn. Fresnelringen, een interferentiepatroon. De oorzaak van dit interferentiepatroon staat beschreven in een goed doorwrocht artikel van de Stichting Skepsis (met foto’s van “orbs”).

http://www.skepsis.nl/orbs.html

So, what’s the issue?
Er zijn tegenwoordig hele volkstammen New-Ager’s die om de één of andere reden zijn gaan geloven dat deze lichtbollen zgn. ORB’s (Other Reality Beings) zijn. Men denkt bijv. dat het manifestaties zijn van geestelijke entiteiten, overleden personen, deva’s en andere spirituele creaturen. Er zijn op diverse internetfora heftige debatten gaande tussen zgn. “Partikel-sceptici” en de “Orb-believers”.

Opvallend in de hele discussie is, dat er bijna nergens op Internet concrete experimenten voorhanden zijn waarmee je lichtbollen (“orbs”) op een foto kan reproduceren. Geïnspireerd door enige mede-“skeppels”, heb ik daarom een paar concrete experimenten uitgevoerd, die ik in dit subtopic graag met jullie wil delen.

In de volgende drie posts laat ik achtereenvolgens zien:
• De verschillende "huis-tuin-en-keuken"-opstellingen die ik heb gebruikt om een “orb” met verschillende digitale camera's te reproduceren en er metingen aan te verrichten.
• Dat het schaduwgebied vlak voor de cameralens, dwz dat gedeelte waar de flits niet langs het uitgeschoven lenshuis komt om partikeltjes aan te flitsen, voor elke camera vrij eenvoudig berekend (en gecontroleerd) kan worden.
• Er met behulp van de “dunne lens” formule (1/f = 1/v + 1/d) en een correctiefactor op de “f”, een hele goede benadering van de gemeten “orb”-grootte gemaakt kan worden, gegeven de afstand van een aangeflitst partikel voor de lens (metingen uitgevoerd met twee verschillende camera’s).

Alle resultaten, diagrammen en afbeeldingen zijn “freeware”, dus als iemand mee aan de gang wil voor een werkstuk/studie-opdracht of scriptie, ga dan gerust je gang!

Wie kan er nog andere opstellingen of tests bedenken om de resultaten verder te verbeteren of gewoon om deze “Myth te Busten”?

[ Bericht 0% gewijzigd door Agno_Sticus op 11-09-2006 14:09:46 ]

In het navolgende staan alle opstellingen die ik gebruikt heb in mijn pogingen om zelf “orbs” op commando te fabriceren.

1. Als eerste heb ik naald aan een verticale draad (zwart garen) aan mijn bureaulamp opgehangen. Camera op z’n rug gelegd en toen met flits gefotografeerd op verschillende afstanden.

Opstelling:


Voorbeeld:


2. Van een verticale draad ben ik overgestapt naar een horizontaal Lego karretje dat het fototoestel over de rails heen en weer kan rijden. Hiermee kon ik veel nauwkeuriger de afstand tot de naaldpunt bepalen (d.m.v. de liniaal aan de zijkant). De naaldpunt heb ik vervolgens proberen te belichten met:
1. een Laser-pointer
2. een geprojecteerde lijn van een beamer (aangesloten op een LapTop met Powerpoint)
3, gewoon met de flits van de camera.

De opstelling en eerste resultaten met de Laser pointer:



Voorbeeld (kreeg echter veel te felle, overbelichte orbs):



De opstelling met de Beamer:



En de eerste resultaten:



Uiteindelijk vond ik de experimenten met de werkelijke flits, het dichtst bij de waarnemingen komen. Elke foto produceerde in deze opstelling rond de naaldpunt een keurige orb op een willekeurige afstand A van de lens.

Opstelling met flits:



Een prachtige “orb”.



[ Bericht 12% gewijzigd door Agno_Sticus op 11-09-2006 02:09:08 ]

In deze post laat ik zien dat er bij alle camera’s een schaduwgebied voor de lens zit. Dit is het gebied waar je geen partikels kan aanflitsen en dus ook geen orbs zult mogen vinden. Het schaduwgebied is echter per camera verschillend en wordt bepaald door hoever het lenshuis naar voren steekt en de plaats van de flitser op de camera (goedkopere camera’s = meer orbs). Ik heb de test uitgevoerd met twee digitale camera’s en de resultaten bevestigen de hypothese volledig.

1. De berekening voor de SONY DSC-V1



2. De meetopstelling voor de SONY DSC-V1



3. De resultaten voor de SONY DSC-V1 (slechts een hele vage orb bij 18mm en niets daaronder, eerste goed zichtbare orb bij 19mm, dus slechts 0,5 mm onder de voorspelling.



1. De berekening voor de Canon IXUS60 (LET OP: dit is een factor 2,5 dichterbij de lens vergeleken met de Sony)



2. De meetopstelling voor de Canon IXUS60



3. De resultaten voor de Canon IXUS60 (geen orbs op 6mm en lager, eerste orb bij 7mm, dus slechts 0,7 mm onder de voorspelling.

P.S. Als je de 6mm foto sterk vergroot, zijn er heel vaag de contouren van een orb te zien. Op 5mm-foto (niet geplaatst) is er helemaal niets te zien.



[ Bericht 5% gewijzigd door Agno_Sticus op 11-09-2006 02:13:17 ]

Daarna ben ik op zoek gegaan naar de formule tussen de afstand van een partikel voor de lens en de grootte van een gevonden orb.

De basisgedachten zijn:

1. Met de formule 1/f = 1/v + 1/d kun je afleiden hoe ver achter de CCD chip het aangeflitste partikeltje op een gegeven afstand v voor de lens, scherp zou worden (d-f).

2. Uitgaande van het feit dat de vorm van de orb bepaald wordt door het “keurslijf” van het diafragma (D = f / F-getal), kun je bepalen hoe groot de straal van orb (r) wordt op de CCD chip.

3. De afmetingen van de CCD chip kun je voor elke camera opzoeken op Internet. Hiermee kun je uitrekenen hoeveel pixels per mm er op een CCD chip zitten en deze vermenigvuldig je vervolgens met r. Hiermee krijg je de grootte van de orb op de foto in pixels (werkt overigens alleen bij 4:3 verhoudingen, maar dat hebben de meest foto's).

4. Door te delen door het aantal dots per inch (DPI) en dit te vermenigvuldigen met 25,4 (mm in een inch) krijg je de orb in mm op de foto.

Bevindingen:
1. Om de gemeten en de berekende curves qua vorm gelijk te krijgen heb ik 5mm bij v opgeteld. De reden hiervoor is dat ik gemeten heb tot aan het puntje van de lens, terwijl het model uitgaat van een v tot het diafragma.

2.Om de gemeten en de berekende curves verticaal te verschuiven heb ik de brandpuntsafstand (f) met een factor 0,8 moeten vermenigvuldigen (0,7 bij de Sony). De reden hiervoor is (denk ik) dat de brandpuntsafstand van de lens niet precies samenvalt met de plek van het diafragma tussen het objectief en het oculair. Ook gaan de lichtstralen van de rand van het diafragma niet in een rechte lijn naar de CCD, maar worden afgebogen door het oculair. De formule dit ik gebruikt heb is alleen geldig voor de zgn, “dunne lenzen”.

De bijgaande tabellen laten zien hoe nauwkeurig (binnen +/- 4%) de gemeten en voorspelde curves elkaar na deze correcties overlappen.



Vervolgens ik een tweetal Excel modellen voor de “Doe-het-zelver” gemaakt. Eentje om de afstand van een partikel tot de lens te bepalen gegeven een digitale foto met een orb (diameter in pixels) en een andere die precies het omgekeerde doet.



Als je verder wilt experimenteren, dan kun je hier het model en alle data downloaden.

http://www.filefactory.com/file/e45a69/

(gewoon ff naar beneden bladeren. Je hoeft je niet aan te melden)



[ Bericht 2% gewijzigd door Agno_Sticus op 11-09-2006 13:36:24 ]

quote:

Op maandag 11 september 2006 01:34 schreef __Saviour__ het volgende:
Je kunt imageshack niet gebruiken op fok, omdat alle refferers vanuit het fokdomain gebanned worden.
upload je plaatjes dus even ergens anders, bijvoorbeeld bij www.xs.to

Bedankt! Ik heb de links inmiddels aangepast. Zag alleen dat de download link nog niet werkte. Heb jij tips waar ik het beste files kan hosten?

quote:

Op maandag 11 september 2006 02:14 schreef Agno_Sticus het volgende:

[..]

Bedankt! Ik heb de links inmiddels aangepast. Zag alleen dat de download link nog niet werkte. Heb jij tips waar ik het beste files kan hosten?

De download link werkt inmiddels ook. Er moet alleen iemand binnen 7 dagen één keer een download uitvoeren, ander wordt de file weer verwijderd.

quote:

Op maandag 11 september 2006 10:53 schreef EchtGaaf het volgende:

[..]

Men neme 1 plumo en klopt deze uit......

Pak je camara en fotografeer en je weet het....

Het barst dan van de 'orbs"...

Dat is absoluut waar. Wat naast een plumeau ook heel goed werkt is om ff met glassex te sprayen en dan een flitsfoto te maken. Je weet niet wat je ziet.

Zodra je echter wilt gaan meten, dan werken deze "spray" methodes niet meer, simpelweg omdat het niet reproduceerbaar is. Je moet dus een opstelling bedenken waarbij je op een vooraf bepaald punt voor de lens een reflecterend partikeltje weet te positioneren.

Methodes die al geprobeerd zijn:
1. strak gespannen haar (geleend/gestolen van vriendin) met een kleine drupje typex in het midden.
2. twee strak gespannen horizontale zwarte draden waarop de naald "ligt" (met z'n punt wijzend naar de lens)
3. klein, zwart kubusvormig doosje met een lampje erin. In één van de wanden maak je een heel klein gaatje dat naar de lens wijst. Je hoeft dan niet eens te flitsen.
4. Stofjes die zich hechten op een glasplaat (bijv. raam) of een geprepareerd microscoop-glaasje voor de lens. Ook zijn reeds orbs op een gewone autoruit gefotografeerd.
5. Naald aan zwarte draad ophangen aan burolamp en camera op z'n rug leggen (zie eerdere post).
6. Naald die rechtop voor de lens staat (hier heb ik de meeste metingen mee verricht)
7. Gestript electriciteitsdraadje (zie bijgevoegde foto hieronder). Hiermee heb ik zelfs "orbs" bij daglicht kunnen fotograferen ! (lukte echter met slechts één camera, de andere zag helemaal niets).
7. ...?

Ik sta open voor elk creatief idee!

Opstelling orbs zonder flits:



Orb zonder flits:

quote:

Op maandag 11 september 2006 16:32 schreef EchtGaaf het volgende:

[..]
Dit wordt spannender. Maar tegenwoordig is het het probleem is ook: PHOTOSHOP. Welke foto is authentiek en welke niet. Ik kan het niet beoordelen.

Dat is niet zo heel moeilijk. Elke digitale foto heeft tegenwoordig zgn exif-data. Gewoon een jpeg-je selecteren en klikken op eigenschappen, samenvatting, geavanceerd. Je ziet dan meteen of er iemand met Photoshop aan de gang geweest is.

Ik heb veel van mijn foto's (ca. 1,5mb) moeten verkleinen omdat ze anders niet "postbaar" zijn. Mijn laatste foto van de "orb zonder flits" heb ik echter bewust op een kleinere resolutie genomen, zodat de meta-data bewaard zijn gebleven en ik hem toch kon posten. Dit als bewijs dat er echt niet geflitst is.

[ Bericht 1% gewijzigd door Agno_Sticus op 12-09-2006 00:20:10 ]

quote:

Op dinsdag 12 september 2006 09:45 schreef Kiteless het volgende:

[..]

En jij denkt dat met die exif-data niet net zo makkelijk geknoeid kan worden als met de image-data zelf ?

Point taken.

quote:

Op maandag 11 september 2006 09:49 schreef mrkanarie het volgende:
Je hebt er erg veel werk ingestopt zo te zien. En met resultaat! Geweldig!

Ik moet voor school ook nog een profielwerkstuk maken in het van Natuurkunde en ik heb nog geen onderwerp, dus misschien dat ik hier ook wel mee bezig ga.

Leuk!

Ben heel benieuwd of je mijn resultaten kan reproduceren. Het zou ook mooi zijn als je de formule tussen de afstand voor de lens en de orbgrootte verder kan verbeteren (ik vind de correctiefactor op de brandpuntafstand die in de huidige formule zit niet elegant genoeg. Dit moet beter kunnen!)

Als je met foto's van "deterministsche" orbs aan de gang wilt gaan, dan heb ik nog de volgende suggestie. Aangezien de lenzenstelsels van moderne camera's allerlei verstoringen zoals astigmatisme, coma, sferische- en chromatische abberatie heel goed corrigeren, kun je ook aan een opstelling denken waarbij je orbs op verschillende afstanden in één keer op een foto kan vastleggen. Dit maakt het opmeten van de diameters (in #pixels) een stuk eenvoudiger en je opstelling is bovendien volledig vrij van "moving parts" waarmee je meetfouten voorkomt.

De gedachte is om een rijtje spelden telkens in stapjes van 5 of 10mm verder van de lens plaatst, maar wel onder een hoek van zeg 45 graden t.o.v. van de lens (bijv. door ze in een stuk stevig karton te prikken). Ik heb dit zelf nooit verder uitgewerkt, maar wel een korte test uitgevoerd met de tanden van een kam die ik belicht heb met de beamer. Bijgaand zie je de foto die al een heel aardig rijtje orbs van afnemende groottes oplevert.

Succes ermee!

P.S.
Je ziet op de achtergrond nog de opstelling met de Nederlandse vlag (+wimpel). Dit laat nog eens duidelijk zien hoe een klein lichtpuntje wat je ziet werkelijkheid ziet, uiteindelijk als een prachtige bol op de foto verschijnt.