2 Näiteid kaameraoptikat puudutavatest küsimustest
1. Ühe objektiiviga analoogkaamera fookuskaugus on 10 cm. Algselt on kaamera seatud pildistama lõpmatuses asuvat objekti. Kui keegi soovib kaameraga pildistada 5 meetri kaugusel asuvat objekti, arvutage:
(a) Filmi ja objektiivi vaheline kaugus, kui kaamera on seatud objekti pildistama lõpmatuses,
(b) Filmi ja objektiivi vaheline kaugus, kui kaamera on seatud pildistama 100 meetri kaugusel asuvat objekti,
(c) Muutke objektiivi asendit lõpmatusest 100 meetri sätteks. Kas objektiiv on filmist eemale või filmile lähemale liigutatud?
Arutelu
On teada, et:
Objektiivi fookuskaugus (f) = 10 cm = 100 mm
Vastus:
(a) Filmi ja objektiivi vaheline kaugus, kui kaamera on seatud objekti pildistama lõpmatuses.
Objektiivi ja filmi vaheline kaugus = kujutise kaugus (s')
Lõpmatult kauge objekt tähendab, et objekti (de) kaugus on lõpmatu.
Kui kaamera on seatud objekti pildistama, reguleeritakse objektiivi ja filmi vahelist kaugust nii, et objektiiv fokuseerib objektilt tuleva valgusvihu, moodustades filmile täpse pildi.
Kumerate läätsede teemal on selgitatud, et kui objekti kaugus (s) = lõpmatu siis kaugus vari(d) = objektiivi fookuskaugus (f).
Objektiivi ja filmi vaheline kaugus = kujutise kaugus (s') = objektiivi fookuskaugus (f) = 100 millimeetrit.
(b) Filmi ja objektiivi vaheline kaugus, kui kaamera on seatud pildistama 5 meetri kaugusel asuvat objekti.
Objekti kaugus (s) = 5 m = 5000 mm
Objektiivi fookuskaugus (f) = 100 mm
Filmi ja objektiivi vaheline kaugus = kujutise kaugus, mis arvutatakse kumera läätse valemi abil, kuna kaamera objektiiv on kumer lääts:
1/s' = 1/f – 1/s = 1/100 – 1/5000 = 50/5000 – 1/5000 = 49/5000
s' = 5000/49 = 102 millimeetrit
(c) Objektiivi asendi muutmine lõpmatuse seadistusest 100 meetri seadistusele
Kui kaader on seatud pildistama lõpmatuses asuvat objekti, on objektiivi ja filmi vaheline kaugus 100 millimeetrit. Kui kaader on seatud pildistama 5 meetri kaugusel asuvat objekti, on objektiivi ja filmi vaheline kaugus 102 millimeetrit. Seega on objektiivi ja filmi vaheline kauguse muutus 102 mm – 100 mm = 2 mm.
Kas objektiivi liigutatakse filmist eemale või lähemale? Loomulikult liigutatakse objektiivi filmist eemale, sest lõpmatuses on objektiivi ja filmi vaheline kaugus võrdne objektiivi fookuskaugusega. Kui objektiivi liigutatakse filmile lähemale, on objektiivi ja filmi vaheline kaugus väiksem kui 100 mm.
2. Kaks kumerat läätse, mille fookuskaugused on 40 mm ja 20 mm. Mõlemat läätse kasutatakse analoogkaameras 10 meetri kaugusel asuva objekti pildistamiseks. Määrake:
(a) Filmi ja 40 mm fookuskaugusega objektiivi vaheline kaugus, kui kaamera on seatud objekti pildistama. Arvutage ka lineaarne suurendus.
(b) Filmi ja 20 mm fookuskaugusega objektiivi vaheline kaugus, kui kaamera on seatud objekti pildistama. Arvutage ka lineaarne suurendus.
Arutelu
On teada, et:
Kumerläätse fookuskaugus on 1 (f1) = 40 mm
Kumerläätse fookuskaugus on 2 (f2) = 20 mm
Objekti kaugus (s) = 10 m = 10.000 mm
Vastus:
(a) Filmi ja objektiivi vaheline kaugus fookuskaugusega 40 mm, kui kaamera on seatud objekti pildistama
Filmi ja objektiivi vaheline kaugus = kujutise kaugus (s'), mis arvutatakse kumera läätse valemi abil, kuna kaamera objektiiv on kumer lääts:
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 mm
Lineaarne suurendus (m):
m = s'/s = 40,2/10 000 = 0,004 korda
(b) Filmi ja objektiivi vaheline kaugus fookuskaugusega 20 mm, kui kaamera on seatud objekti pildistama
Filmi ja objektiivi vaheline kaugus = kujutise kaugus (s'), mis arvutatakse kumera läätse valemi abil, kuna kaamera objektiiv on kumer lääts:
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 mm
Lineaarne suurendus (m):
m = 20,0/10 000 = 0,002 korda
Võrdle selle arvutuse lineaarset suurendust eelmisega. Nende kahe lineaarse suurenduse põhjal võib järeldada, et lineaarne suurendus suureneb koos objektiivi fookuskaugusega. Seetõttu tuleks kaamera objektiivi valimisel arvestada ka selle fookuskaugusega. Kaugete objektide puhul tuleks kasutada pikema fookuskaugusega objektiivi, et suurendada objektiivi tekitatud ja filmile salvestatud pilti.
Kui pildistame kauget objekti suumobjektiiviga kaameraga, suurendame tekkivat pilti objektiivi vahetades ja pikema fookuskaugusega objektiivi kasutades. Objektiive saab vahetada, kuna suumobjektiiv koosneb mitmest erineva fookuskaugusega objektiivist.
Ühe objektiiviga kaameraga kaugete objektide pildistamisel on kõige parem kasutada pika fookuskaugusega objektiivi. Sellel objektiivil on lamedam kuju.
