2 Eksempler på spørsmål om optiske kamerainstrumenter
1. Et analogt kamera med én linse har en brennvidde på 10 cm. Kameraet er i utgangspunktet satt til å fotografere et objekt i uendelig retning. Hvis noen vil bruke kameraet til å fotografere et objekt 5 meter unna, regn ut:
(a) Avstanden mellom filmen og linsen når kameraet er innstilt til å fotografere et objekt i uendelig retning,
(b) Avstanden mellom filmen og linsen når kameraet er innstilt til å fotografere et objekt 100 meter unna,
(c) Endre linsens posisjon fra uendelig til 100 meter. Er linsen flyttet bort fra filmen eller nærmere filmen?
Diskusjon
Det er kjent at:
Objektivets brennvidde (f) = 10 cm = 100 mm
Jawab:
(a) Avstanden mellom filmen og linsen når kameraet er innstilt til å fotografere et objekt i uendelig retning.
Avstand mellom linse og film = bildeavstand (s')
Et uendelig fjernt objekt betyr at avstanden til objektet(ene) er uendelig.
Når kameraet er innstilt til å fotografere et objekt, justeres avstanden mellom linsen og filmen slik at lysstrålen fra objektet fokuseres av linsen for å danne et presist bilde på filmen.
Når det gjelder konvekse linser, har det blitt forklart at hvis objektavstand (s) = uendelig da jarak skygge (s') = brennvidden (f) til linsen.
Avstand mellom linse og film = bildeavstand (s') = brennvidde (f) til linsen = 100 millimeter.
(b) Avstanden mellom filmen og linsen når kameraet er innstilt til å fotografere et objekt 5 meter unna.
Objektavstand (s) = 5 m = 5000 mm
Objektivets brennvidde (f) = 100 mm
Avstanden mellom filmen og linsen = bildeavstanden, beregnet ved hjelp av formelen for konveks linse fordi kameralinsen er en konveks linse:
1/s' = 1/f – 1/s = 1/100 – 1/5000 = 50/5000 – 1/5000 = 49/5000
s' = 5000/49 = 102 millimeter
(c) Endring av objektivposisjon fra uendelig innstilling til 100 meter innstilling
Når den er satt til å fotografere et objekt i uendelig avstand, er avstanden mellom linsen og filmen 100 millimeter. Når den er satt til å fotografere et objekt 5 meter unna, er avstanden mellom linsen og filmen 102 millimeter. Dermed er endringen i avstanden mellom linsen og filmen 102 mm – 100 mm = 2 mm.
Flyttes linsen bort fra filmen eller nærmere den? Linsen flyttes selvsagt bort fra filmen, fordi avstanden mellom linsen og filmen i uendelig er = linsens brennvidde. Hvis linsen flyttes nærmere filmen, er avstanden mellom linsen og filmen mindre enn 100 mm.
2. To konvekse linser, hver med en brennvidde på 40 mm og 20 mm. Begge linsene brukes i et analogt kamera for å fotografere et objekt 10 meter unna. Bestem:
(a) Avstanden mellom filmen og linsen med en brennvidde på 40 mm når kameraet er innstilt til å fotografere objektet. Beregn også den lineære forstørrelsen.
(b) Avstanden mellom filmen og linsen med en brennvidde på 20 mm når kameraet er innstilt til å fotografere objektet. Beregn også den lineære forstørrelsen.
Diskusjon
Det er kjent at:
Brennvidden til en konveks linse er 1 (f1) = 40 mm
Brennvidden til en konveks linse er 2 (f2) = 20 mm
Objektavstand (s) = 10 m = 10.000 mm
Jawab:
(a) Avstanden mellom filmen og objektivet med en brennvidde på 40 mm når kameraet er innstilt til å fotografere et objekt
Avstanden mellom filmen og linsen = bildeavstanden (s'), beregnet ved hjelp av formelen for konveks linse fordi kameralinsen er en konveks linse:
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
Lineær forstørrelse (m):
m = s'/s = 40,2/10 000 = 0,004 ganger
(b) Avstanden mellom filmen og linsen med en brennvidde på 20 mm når kameraet er innstilt til å fotografere et objekt
Avstanden mellom filmen og linsen = bildeavstanden (s'), beregnet ved hjelp av formelen for konveks linse fordi kameralinsen er en konveks linse:
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
Lineær forstørrelse (m):
m = 20,0/10 000 = 0,002 ganger
Sammenlign den lineære forstørrelsen i denne beregningen med den forrige. Basert på disse to lineære forstørrelsene kan det konkluderes med at lineær forstørrelse øker med objektivets brennvidde. Derfor bør du også vurdere brennvidden når du velger et kameraobjektiv. For fjerne objekter bør et objektiv med lengre brennvidde brukes for å forstørre bildet som produseres av objektivet og tas opp på film.
Hvis vi fotograferer et objekt på avstand med et kamera med zoomobjektiv, forstørrer vi bildet som dannes ved å bytte objektiv og bruke et objektiv med lengre brennvidde. Vi kan bytte objektiv fordi et zoomobjektiv er satt sammen av flere objektiver med forskjellige brennvidder.
Når du fotograferer fjerne objekter med et kamera med ett objektiv, er det best å bruke et objektiv med lang brennvidde. Dette objektivet har en flatere form.
