مثالان على أسئلة حول الأدوات البصرية للكاميرا
1. كاميرا تناظرية ذات عدسة واحدة ببعد بؤري 10 سم. في البداية، تم ضبط الكاميرا لتصوير جسم على مسافة لا نهائية. إذا أراد شخص ما استخدام الكاميرا لتصوير جسم على بعد 5 أمتار، فاحسب:
(أ) المسافة بين الفيلم والعدسة عندما يتم ضبط الكاميرا لتصوير جسم ما في اللانهاية،
(ب) المسافة بين الفيلم والعدسة عندما يتم ضبط الكاميرا لتصوير جسم يبعد 100 متر،
(ج) غيّر وضع العدسة من وضع اللانهاية إلى وضع 100 متر. هل تم تحريك العدسة بعيدًا عن الفيلم أم أقرب إليه؟
مناقشة
من المعروف أن:
البعد البؤري للعدسة (f) = 10 سم = 100 مم
الجواب:
(أ) المسافة بين الفيلم والعدسة عندما يتم ضبط الكاميرا لتصوير جسم ما في اللانهاية.
المسافة بين العدسة والفيلم = مسافة الصورة (s')
يعني مصطلح "جسم بعيد بلا حدود" أن المسافة بين الجسم (الأجسام) لا نهائية.
عندما يتم ضبط الكاميرا لتصوير جسم ما، يتم تعديل المسافة بين العدسة والفيلم بحيث يتم تركيز شعاع الضوء من الجسم بواسطة العدسة لتشكيل صورة دقيقة على الفيلم.
فيما يتعلق بموضوع العدسات المحدبة، فقد تم توضيح أنه إذا مسافة الجسم (ث) = لا نهائي إذن جاراك الظل (الظلال) = البعد البؤري (f) للعدسة.
المسافة بين العدسة والفيلم = مسافة الصورة (s') = البعد البؤري (f) للعدسة = 100 مليمتر.
(ب) المسافة بين الفيلم والعدسة عندما يتم ضبط الكاميرا لتصوير جسم على بعد 5 أمتار.
مسافة الجسم (ث) = 5 م = 5000 مم
البعد البؤري للعدسة (f) = 100 مم
المسافة بين الفيلم والعدسة = مسافة الصورة، محسوبة باستخدام صيغة العدسة المحدبة لأن عدسة الكاميرا هي عدسة محدبة:
1/s' = 1/f – 1/s = 1/100 – 1/5000 = 50/5000 – 1/5000 = 49/5000
s' = 5000/49 = 102 مليمتر
(ج) تغيير وضع العدسة من وضع اللانهاية إلى وضع 100 متر
عند ضبط الكاميرا لتصوير جسم على مسافة لا نهائية، تكون المسافة بين العدسة والفيلم 100 مليمتر. وعند ضبطها لتصوير جسم على بعد 5 أمتار، تكون المسافة بين العدسة والفيلم 102 مليمتر. وبالتالي، يكون التغير في المسافة بين العدسة والفيلم 102 مليمتر - 100 مليمتر = 2 مليمتر.
هل تُبعد العدسة عن الفيلم أم تقرب منه؟ بالطبع، تُبعد العدسة عن الفيلم، لأنه عند اللانهاية، تكون المسافة بين العدسة والفيلم مساويةً للبعد البؤري للعدسة. أما إذا قُربت العدسة من الفيلم، فإن المسافة بينهما تصبح أقل من 100 ملم.
2. عدستان محدبتان، لكل منهما بُعد بؤري 40 مم و20 مم. تُستخدم العدستان في كاميرا تناظرية لتصوير جسم يبعد 10 أمتار. المطلوب:
(أ) المسافة بين الفيلم والعدسة ذات البعد البؤري 40 مم عند ضبط الكاميرا لتصوير الجسم. احسب أيضًا التكبير الخطي.
(ب) المسافة بين الفيلم والعدسة ذات البعد البؤري 20 مم عند ضبط الكاميرا على تصوير الجسم. احسب أيضًا التكبير الخطي.
مناقشة
من المعروف أن:
البعد البؤري للعدسة المحدبة هو 1 (f1) = 40 ملم
البعد البؤري للعدسة المحدبة هو 2 (f2) = 20 ملم
مسافة الجسم (ث) = 10 م = 10.000 مم
الجواب:
(أ) المسافة بين الفيلم والعدسة ذات البعد البؤري 40 مم عندما تكون الكاميرا مضبوطة على تصوير جسم ما
المسافة بين الفيلم والعدسة = مسافة الصورة (s')، محسوبة باستخدام صيغة العدسة المحدبة لأن عدسة الكاميرا هي عدسة محدبة:
1/s' = 1/f – 1/s = 1/40 – 1/10.000 = 250/10.000 – 1/10.000 = 249/10.000
s' = 10.000/249 = 40,2 مم
التكبير الخطي (م):
m = s'/s = 40,2/10.000 = 0,004 مرة
(ب) المسافة بين الفيلم والعدسة ذات البعد البؤري 20 مم عندما تكون الكاميرا مضبوطة على تصوير جسم ما
المسافة بين الفيلم والعدسة = مسافة الصورة (s')، محسوبة باستخدام صيغة العدسة المحدبة لأن عدسة الكاميرا هي عدسة محدبة:
1/s' = 1/f – 1/s = 1/20 – 1/10.000 = 500/10.000 – 1/10.000 = 499/10.000
s' = 10.000/499 = 20,0 مم
التكبير الخطي (م):
م = 20,0/10.000 = 0,002 مرة
قارن التكبير الخطي في هذه الحسابات مع الحساب السابق. بناءً على هذين التكبيرين الخطيين، يُمكن استنتاج أن التكبير الخطي يزداد مع زيادة البعد البؤري للعدسة. لذا، عند اختيار عدسة الكاميرا، يجب مراعاة بعدها البؤري. بالنسبة للأجسام البعيدة، يُنصح باستخدام عدسة ذات بعد بؤري أطول لتكبير الصورة الملتقطة بالعدسة والمسجلة على الفيلم.
إذا قمنا بتصوير جسم بعيد باستخدام كاميرا مزودة بعدسة تكبير، فإننا نكبر الصورة المتكونة عن طريق تغيير العدسات واستخدام عدسة ذات بُعد بؤري أطول. ويمكننا تغيير العدسات لأن عدسة التكبير تتكون من عدة عدسات ذات أطوال بؤرية مختلفة.
عند تصوير الأجسام البعيدة باستخدام كاميرا ذات عدسة واحدة، يُفضل استخدام عدسة ذات بُعد بؤري طويل. تتميز هذه العدسة بشكلها المسطح.
