Przykładowe pytania dotyczące instrumentów optycznych do aparatów fotograficznych

2 Przykłady pytań dotyczących instrumentów optycznych do aparatów fotograficznych

1. Jednoobiektywowy aparat analogowy ma ogniskową 10 cm. Początkowo aparat jest ustawiony na fotografowanie obiektu w nieskończoności. Jeśli ktoś chce użyć aparatu do sfotografowania obiektu oddalonego o 5 metrów, należy obliczyć:
(a) Odległość między filmem a obiektywem, gdy aparat jest ustawiony na fotografowanie obiektu w nieskończoności,
(b) Odległość między filmem a obiektywem, gdy aparat jest ustawiony do fotografowania obiektu oddalonego o 100 metrów,
(c) Zmień położenie obiektywu z ustawienia nieskończoności na ustawienie 100 metrów. Czy obiektyw jest odsunięty od filmu, czy bliżej niego?
Pembahasan
Wiadomo, że:
Ogniskowa obiektywu (f) = 10 cm = 100 mm
Jawab:
(a) Odległość między filmem a obiektywem, gdy aparat jest ustawiony na fotografowanie obiektu w nieskończoności.
Odległość między soczewką a filmem = odległość obrazu (s')
Obiekt nieskończenie odległy oznacza, że ​​odległość między obiektami jest nieskończona.
Gdy aparat jest ustawiony do fotografowania obiektu, odległość między obiektywem a filmem jest regulowana tak, aby wiązka światła z obiektu została skupiona przez obiektyw i utworzyła precyzyjny obraz na filmie.
W temacie soczewek wypukłych wyjaśniono, że jeśli odległość obiektu (s) = nieskończoność, więc dystans cień (s') = ogniskowa (f) soczewki.
Odległość między obiektywem a filmem = odległość obrazu (s') = ogniskowa (f) obiektywu = 100 milimetrów.

(b) Odległość między filmem a obiektywem, gdy aparat jest ustawiony na fotografowanie obiektu oddalonego o 5 metrów.
Odległość obiektu (s) = 5 m = 5000 mm
Ogniskowa obiektywu (f) = 100 mm

Odległość między filmem a soczewką = odległość obrazu, obliczona przy użyciu wzoru soczewki wypukłej, ponieważ obiektyw aparatu fotograficznego jest soczewką wypukłą:
1/s' = 1/f – 1/s = 1/100 – 1/5000 = 50/5000 – 1/5000 = 49/5000
s' = 5000/49 = 102 milimetry

(c) Zmiana położenia obiektywu z ustawienia nieskończoności na ustawienie 100 metrów
W przypadku fotografowania obiektu w nieskończoności, odległość między obiektywem a filmem wynosi 100 milimetrów. W przypadku fotografowania obiektu oddalonego o 5 metrów, odległość między obiektywem a filmem wynosi 102 milimetry. Zatem zmiana odległości obiektywu od filmu wynosi 102 mm – 100 mm = 2 mm.

Czy soczewka jest odsunięta od filmu, czy bliżej niego? Oczywiście, soczewka jest odsunięta od filmu, ponieważ w nieskończoności odległość między soczewką a filmem równa się ogniskowej obiektywu. Jeśli soczewka zostanie przesunięta bliżej filmu, odległość między soczewką a filmem będzie mniejsza niż 100 mm.

2. Dwie soczewki wypukłe, każda o ogniskowej 40 mm i 20 mm. Obie soczewki są używane w aparacie analogowym do fotografowania obiektu oddalonego o 10 metrów. Określ:
(a) Odległość między filmem a obiektywem o ogniskowej 40 mm, gdy aparat jest ustawiony do fotografowania obiektu. Oblicz również powiększenie liniowe.
(b) Odległość między filmem a obiektywem o ogniskowej 20 mm, gdy aparat jest ustawiony na fotografowanie obiektu. Oblicz również powiększenie liniowe.
Pembahasan
Wiadomo, że:
Ogniskowa soczewki wypukłej wynosi 1 (f₁) = 40 mm
Ogniskowa soczewki wypukłej wynosi 2 (f₂) = 20 mm
Odległość obiektu (s) = 10 m = 10.000 mm
Jawab:
(a) Odległość między filmem a obiektywem o ogniskowej 40 mm, gdy aparat jest ustawiony do fotografowania obiektu
Odległość między filmem a soczewką = odległość obrazu (s'), obliczona przy użyciu wzoru soczewki wypukłej, ponieważ soczewka aparatu fotograficznego jest soczewką wypukłą:
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

Powiększenie liniowe (m):
m = s'/s = 40,2/10 000 = 0,004 razy

(b) Odległość między filmem a obiektywem o ogniskowej 20 mm, gdy aparat jest ustawiony do fotografowania obiektu
Odległość między filmem a soczewką = odległość obrazu (s'), obliczona przy użyciu wzoru soczewki wypukłej, ponieważ soczewka aparatu fotograficznego jest soczewką wypukłą:
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

Powiększenie liniowe (m):
m = 20,0/10 000 = 0,002 razy

Porównaj powiększenie liniowe w tym obliczeniu z poprzednim. Na podstawie tych dwóch powiększeń liniowych można stwierdzić, że powiększenie liniowe rośnie wraz z ogniskową obiektywu. Dlatego wybierając obiektyw do aparatu, należy również wziąć pod uwagę jego ogniskową. W przypadku odległych obiektów należy użyć obiektywu o dłuższej ogniskowej, aby powiększyć obraz generowany przez obiektyw i rejestrowany na filmie.

Jeśli fotografujemy odległy obiekt aparatem z obiektywem zmiennoogniskowym, powiększamy obraz, zmieniając obiektywy i używając obiektywu o dłuższej ogniskowej. Możemy zmieniać obiektywy, ponieważ obiektyw zmiennoogniskowy składa się z wielu soczewek o różnych ogniskowych.

Fotografując odległe obiekty aparatem jednoobiektywowym, najlepiej używać obiektywu o długiej ogniskowej. Ten obiektyw ma bardziej płaski kształt.