2 Прыклады пытанняў пра аптычныя прыборы камеры
1. Аналагавая камера з адным аб'ектывам мае фокусную адлегласць 10 см. Першапачаткова камера настроена на фатаграфаванне аб'екта на бясконцасці. Калі хтосьці хоча выкарыстаць камеру для фатаграфавання аб'екта на адлегласці 5 метраў, разлічыце:
(a) Адлегласць паміж плёнкай і аб'ектывам, калі камера настроена на фатаграфаванне аб'екта на бясконцасці,
(b) Адлегласць паміж плёнкай і аб'ектывам, калі камера настроена на фатаграфаванне аб'екта, які знаходзіцца на адлегласці 100 метраў,
(c) Змяніце становішча аб'ектыва з бясконцасці на 100 метраў. Ці знаходзіцца аб'ектыў далей ад плёнкі ці бліжэй да яе?
Абмеркаванне
Вядома, што:
Фокусная адлегласць аб'ектыва (f) = 10 см = 100 мм
Адказ:
(а) Адлегласць паміж плёнкай і аб'ектывам, калі камера настроена на фатаграфаванне аб'екта на бясконцасці.
Адлегласць паміж аб'ектывам і плёнкай = адлегласць да выявы (с)
Бясконца аддалены аб'ект азначае, што адлегласць да аб'екта (аб'ектаў) бясконцая.
Калі камера настроена на фатаграфаванне аб'екта, адлегласць паміж аб'ектывам і плёнкай рэгулюецца такім чынам, каб прамень святла ад аб'екта факусаваўся аб'ектывам і фармаваў дакладнае выява на плёнцы.
Што да выпуклых лінзаў, то было растлумачана, што калі адлегласць да аб'екта (с) = бясконца тады адлегласць цень (s) = фокусная адлегласць (f) аб'ектыва.
Адлегласць паміж аб'ектывам і плёнкай = адлегласць да выявы (s') = фокусная адлегласць (f) аб'ектыва = 100 міліметраў.
(b) Адлегласць паміж плёнкай і аб'ектывам, калі камера настроена на фатаграфаванне аб'екта, які знаходзіцца на адлегласці 5 метраў.
Адлегласць да аб'екта (s) = 5 м = 5000 мм
Фокусная адлегласць аб'ектыва (f) = 100 мм
Адлегласць паміж плёнкай і аб'ектывам = адлегласць выявы, разлічаная па формуле выпуклай лінзы, паколькі аб'ектыў камеры з'яўляецца выпуклай лінзай:
1/s' = 1/f – 1/s = 1/100 – 1/5000 = 50/5000 – 1/5000 = 49/5000
s' = 5000/49 = 102 міліметры
(c) Змена становішча аб'ектыва з бясконцасці на 100 метраў
Пры фатаграфаванні аб'екта на бясконцасці адлегласць паміж аб'ектывам і плёнкай складае 100 міліметраў. Пры фатаграфаванні аб'екта на адлегласці 5 метраў адлегласць паміж аб'ектывам і плёнкай складае 102 міліметры. Такім чынам, змена адлегласці ад аб'ектыва да плёнкі складае 102 мм – 100 мм = 2 мм.
Ці аддалены аб'ектыў ад плёнкі ці набліжаны да яе? Вядома, аб'ектыў аддалены ад плёнкі, таму што на бясконцасці адлегласць паміж аб'ектывам і плёнкай роўная фокуснай адлегласці аб'ектыва. Калі аб'ектыў набліжаецца да плёнкі, адлегласць паміж ім будзе меншай за 100 мм.
2. Дзве выпуклыя лінзы, кожная з фокуснай адлегласцю 40 мм і 20 мм. Абедзве лінзы выкарыстоўваюцца ў аналагавай камеры для фатаграфавання аб'екта, які знаходзіцца на адлегласці 10 метраў. Вызначце:
(а) Адлегласць паміж плёнкай і аб'ектывам пры фокуснай адлегласці 40 мм, калі камера настроена на фатаграфаванне аб'екта. Таксама вылічыце лінейнае павелічэнне.
(b) Адлегласць паміж плёнкай і аб'ектывам пры фокуснай адлегласці 20 мм, калі камера настроена на фатаграфаванне аб'екта. Таксама вылічыце лінейнае павелічэнне.
Абмеркаванне
Вядома, што:
Фокусная адлегласць выпуклай лінзы роўная 1 (f1) = 40 мм
Фокусная адлегласць выпуклай лінзы роўная 2 (f2) = 20 мм
Адлегласць да аб'екта (s) = 10 м = 10.000 мм
Адказ:
(а) Адлегласць паміж плёнкай і аб'ектывам пры фокуснай адлегласці 40 мм, калі камера настроена на фатаграфаванне аб'екта
Адлегласць паміж плёнкай і аб'ектывам = адлегласць выявы (s'), разлічаная па формуле выпуклай лінзы, паколькі аб'ектыў камеры з'яўляецца выпуклай лінзай:
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 мм
Лінейнае павелічэнне (м):
м = с'/с = 40,2/10 000 = 0,004 разы
(b) Адлегласць паміж плёнкай і аб'ектывам пры фокуснай адлегласці 20 мм, калі камера настроена на фатаграфаванне аб'екта
Адлегласць паміж плёнкай і аб'ектывам = адлегласць выявы (s'), разлічаная па формуле выпуклай лінзы, паколькі аб'ектыў камеры з'яўляецца выпуклай лінзай:
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 мм
Лінейнае павелічэнне (м):
m = 20,0/10 000 = 0,002 разы
Параўнайце лінейнае павелічэнне ў гэтым разліку з папярэднім. Зыходзячы з гэтых двух лінейных павелічэнняў, можна зрабіць выснову, што лінейнае павелічэнне павялічваецца з фокуснай адлегласцю аб'ектыва. Таму пры выбары аб'ектыва камеры варта таксама ўлічваць яго фокусную адлегласць. Для аддаленых аб'ектаў варта выкарыстоўваць аб'ектыў з большай фокуснай адлегласцю, каб павялічыць выяву, атрыманую аб'ектывам і запісаную на плёнку.
Калі мы фатаграфуем аддалены аб'ект з дапамогай камеры з зум-аб'ектывам, мы павялічваем выяву, якая ўтвараецца шляхам змены аб'ектываў і выкарыстання аб'ектыва з большай фокуснай адлегласцю. Мы можам мяняць аб'ектывы, таму што зум-аб'ектыў складаецца з некалькіх аб'ектываў з рознай фокуснай адлегласцю.
Пры фатаграфаванні аддаленых аб'ектаў аднааб'ектыўнай камерай лепш за ўсё выкарыстоўваць аб'ектыў з вялікай фокуснай адлегласцю. Гэты аб'ектыў мае больш плоскую форму.
