2 Esempi di domande sugli strumenti ottici delle fotocamere
1. Una fotocamera analogica a obiettivo singolo ha una lunghezza focale di 10 cm. Inizialmente, la fotocamera è impostata per fotografare un oggetto all'infinito. Se qualcuno vuole usare la fotocamera per fotografare un oggetto a 5 metri di distanza, calcolare:
(a) La distanza tra la pellicola e l'obiettivo quando la fotocamera è impostata per fotografare un oggetto all'infinito,
(b) La distanza tra la pellicola e l'obiettivo quando la fotocamera è impostata per fotografare un oggetto a 100 metri di distanza,
(c) Cambiare la posizione dell'obiettivo dall'impostazione infinito all'impostazione 100 metri. L'obiettivo si allontana dalla pellicola o si avvicina ad essa?
Discussione
È noto che:
Lunghezza focale dell'obiettivo (f) = 10 cm = 100 mm
Risposta :
(a) La distanza tra la pellicola e l'obiettivo quando la fotocamera è impostata per fotografare un oggetto all'infinito.
Distanza tra obiettivo e pellicola = distanza dell'immagine (s')
Un oggetto infinitamente distante significa che la distanza dell'oggetto (o degli oggetti) è infinita.
Quando la fotocamera è impostata per fotografare un oggetto, la distanza tra l'obiettivo e la pellicola viene regolata in modo che il fascio di luce proveniente dall'oggetto venga focalizzato dall'obiettivo per formare un'immagine precisa sulla pellicola.
Sul tema delle lenti convesse è stato spiegato che se distanza dell'oggetto (s) = infinito allora jarak ombra (s') = lunghezza focale (f) dell'obiettivo.
Distanza tra l'obiettivo e la pellicola = distanza dell'immagine (s') = lunghezza focale (f) dell'obiettivo = 100 millimetri.
(b) La distanza tra la pellicola e l'obiettivo quando la fotocamera è impostata per fotografare un oggetto a 5 metri di distanza.
Distanza dell'oggetto (s) = 5 m = 5000 mm
Lunghezza focale dell'obiettivo (f) = 100 mm
La distanza tra la pellicola e l'obiettivo è uguale alla distanza dell'immagine, calcolata utilizzando la formula delle lenti convesse poiché l'obiettivo della fotocamera è una lente convessa:
1/s' = 1/f – 1/s = 1/100 – 1/5000 = 50/5000 – 1/5000 = 49/5000
s' = 5000/49 = 102 millimetri
(c) Cambio di posizione dell'obiettivo dall'impostazione infinito all'impostazione 100 metri
Quando si imposta la messa a fuoco su un oggetto all'infinito, la distanza tra l'obiettivo e la pellicola è di 100 millimetri. Quando si imposta la messa a fuoco su un oggetto a 5 metri di distanza, la distanza tra l'obiettivo e la pellicola è di 102 millimetri. Pertanto, la variazione della distanza tra l'obiettivo e la pellicola è di 102 mm – 100 mm = 2 mm.
L'obiettivo viene allontanato dalla pellicola o avvicinato? Ovviamente, l'obiettivo viene allontanato dalla pellicola perché all'infinito la distanza tra l'obiettivo e la pellicola è pari alla lunghezza focale dell'obiettivo. Se l'obiettivo viene avvicinato alla pellicola, la distanza tra l'obiettivo e la pellicola è inferiore a 100 mm.
2. Due lenti convesse, ciascuna con una lunghezza focale di 40 mm e 20 mm. Entrambe le lenti sono utilizzate in una fotocamera analogica per fotografare un oggetto a 10 metri di distanza. Determinare:
(a) La distanza tra la pellicola e l'obiettivo con una lunghezza focale di 40 mm quando la fotocamera è impostata per fotografare l'oggetto. Calcolare anche l'ingrandimento lineare.
(b) La distanza tra la pellicola e l'obiettivo con una lunghezza focale di 20 mm quando la fotocamera è impostata per fotografare l'oggetto. Calcolare anche l'ingrandimento lineare.
Discussione
È noto che:
La lunghezza focale di una lente convessa è 1 (f1) = 40 mm
La lunghezza focale di una lente convessa è 2 (f2) = 20 mm
Distanza dell'oggetto (s) = 10 m = 10.000 mm
Risposta :
(a) La distanza tra la pellicola e l'obiettivo con una lunghezza focale di 40 mm quando la fotocamera è impostata per fotografare un oggetto
La distanza tra la pellicola e l'obiettivo è uguale alla distanza dell'immagine (s'), calcolata utilizzando la formula delle lenti convesse poiché l'obiettivo della fotocamera è una lente convessa:
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
Ingrandimento lineare (m):
m = s'/s = 40,2/10.000 = 0,004 volte
(b) La distanza tra la pellicola e l'obiettivo con una lunghezza focale di 20 mm quando la fotocamera è impostata per fotografare un oggetto
La distanza tra la pellicola e l'obiettivo è uguale alla distanza dell'immagine (s'), calcolata utilizzando la formula delle lenti convesse poiché l'obiettivo della fotocamera è una lente convessa:
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
Ingrandimento lineare (m):
m = 20,0/10.000 = 0,002 volte
Confrontate l'ingrandimento lineare ottenuto in questo calcolo con quello precedente. Sulla base di questi due valori di ingrandimento lineare, si può concludere che l'ingrandimento lineare aumenta con la lunghezza focale dell'obiettivo. Pertanto, quando si sceglie un obiettivo per la fotocamera, è importante considerare anche la sua lunghezza focale. Per gli oggetti distanti, è consigliabile utilizzare un obiettivo con una lunghezza focale maggiore per ingrandire l'immagine prodotta dall'obiettivo e registrata sulla pellicola.
Se fotografiamo un oggetto distante utilizzando una fotocamera con obiettivo zoom, ingrandiamo l'immagine formata cambiando obiettivo e utilizzandone uno con una lunghezza focale maggiore. Possiamo cambiare obiettivo perché un obiettivo zoom è composto da più lenti con diverse lunghezze focali.
Quando si fotografano oggetti distanti con una fotocamera a obiettivo singolo, è preferibile utilizzare un obiettivo con una lunga lunghezza focale. Questo tipo di obiettivo ha una forma più piatta.
