2 Primera vprašanj o optičnih instrumentih fotoaparata
1. Analogni fotoaparat z enim objektivom ima goriščno razdaljo 10 cm. Kamera je sprva nastavljena za fotografiranje predmeta v neskončnosti. Če želi nekdo s kamero fotografirati predmet, oddaljen 5 metrov, izračunaj:
(a) Razdalja med filmom in objektivom, ko je fotoaparat nastavljen za fotografiranje predmeta v neskončnosti,
(b) Razdalja med filmom in objektivom, ko je fotoaparat nastavljen za fotografiranje predmeta, oddaljenega 100 metrov,
(c) Spremenite položaj objektiva iz neskončnosti v nastavitev 100 metrov. Ali je objektiv odmaknjen od filma ali bližje filmu?
Razprava
Znano je, da:
Goriščna razdalja objektiva (f) = 10 cm = 100 mm
Odgovor:
(a) Razdalja med filmom in objektivom, ko je fotoaparat nastavljen za fotografiranje predmeta v neskončnost.
Razdalja med objektivom in filmom = slikovna razdalja (s')
Neskončno oddaljen objekt pomeni, da je oddaljenost objekta (objektov) neskončna.
Ko je fotoaparat nastavljen za fotografiranje predmeta, se razdalja med objektivom in filmom prilagodi tako, da objektiv fokusira svetlobni žarek iz predmeta in na filmu ustvari natančno sliko.
Na temo konveksnih leč je bilo pojasnjeno, da če oddaljenost predmeta (s) = neskončno potem jarak senca (s) = goriščna razdalja (f) leče.
Razdalja med objektivom in filmom = slikovna razdalja (s') = goriščna razdalja (f) objektiva = 100 milimetrov.
(b) Razdalja med filmom in objektivom, ko je fotoaparat nastavljen za fotografiranje predmeta, oddaljenega 5 metrov.
Razdalja predmeta (s) = 5 m = 5000 mm
Goriščna razdalja objektiva (f) = 100 mm
Razdalja med filmom in lečo = slikovna razdalja, izračunana po formuli za konveksno lečo, ker je leča fotoaparata konveksna leča:
1/s' = 1/f – 1/s = 1/100 – 1/5000 = 50/5000 – 1/5000 = 49/5000
s' = 5000/49 = 102 milimetrov
(c) Sprememba položaja objektiva iz neskončne nastavitve v 100 metrov
Pri nastavitvi fotografiranja predmeta v neskončnosti je razdalja med objektivom in filmom 100 milimetrov. Pri nastavitvi fotografiranja predmeta, oddaljenega 5 metrov, je razdalja med objektivom in filmom 102 milimetra. Sprememba razdalje med objektivom in filmom je torej 102 mm – 100 mm = 2 mm.
Ali je objektiv odmaknjen od filma ali bližje filmu? Seveda je objektiv odmaknjen od filma, ker je v neskončnosti razdalja med objektivom in filmom = goriščna razdalja objektiva. Če objektiv približamo filmu, je razdalja med objektivom in filmom manjša od 100 mm.
2. Dve konveksni leči, vsaka z goriščno razdaljo 40 mm in 20 mm. Obe leči se uporabljata v analogni kameri za fotografiranje predmeta, oddaljenega 10 metrov. Določite:
(a) Razdalja med filmom in objektivom z goriščno razdaljo 40 mm, ko je kamera nastavljena za fotografiranje predmeta. Izračunajte tudi linearno povečavo.
(b) Razdalja med filmom in objektivom z goriščno razdaljo 20 mm, ko je kamera nastavljena za fotografiranje predmeta. Izračunajte tudi linearno povečavo.
Razprava
Znano je, da:
Goriščna razdalja konveksne leče je 1 (f1) = 40 mm
Goriščna razdalja konveksne leče je 2 (f2) = 20 mm
Razdalja predmeta (s) = 10 m = 10.000 mm
Odgovor:
(a) Razdalja med filmom in objektivom pri goriščni razdalji 40 mm, ko je fotoaparat nastavljen za fotografiranje predmeta
Razdalja med filmom in lečo = slikovna razdalja (s'), izračunana po formuli za konveksno lečo, ker je leča fotoaparata konveksna leča:
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
Linearna povečava (m):
m = s'/s = 40,2/10.000 = 0,004-kratnik
(b) Razdalja med filmom in objektivom z goriščno razdaljo 20 mm, ko je fotoaparat nastavljen za fotografiranje predmeta
Razdalja med filmom in lečo = slikovna razdalja (s'), izračunana po formuli za konveksno lečo, ker je leča fotoaparata konveksna leča:
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
Linearna povečava (m):
m = 20,0/10.000 = 0,002-kratnik
Primerjajte linearno povečavo v tem izračunu s prejšnjim. Na podlagi teh dveh linearnih povečav lahko sklepamo, da se linearna povečava povečuje z goriščno razdaljo objektiva. Zato morate pri izbiri objektiva fotoaparata upoštevati tudi njegovo goriščno razdaljo. Za oddaljene predmete je treba uporabiti objektiv z daljšo goriščno razdaljo, da povečate sliko, ki jo ustvari objektiv in posnamete na film.
Če fotografiramo oddaljen predmet s fotoaparatom z zoom objektivom, povečamo sliko, ki nastane z menjavo objektivov in uporabo objektiva z daljšo goriščno razdaljo. Objektive lahko menjamo, ker je zoom objektiv sestavljen iz več objektivov z različnimi goriščnimi razdaljami.
Pri fotografiranju oddaljenih predmetov z enoobjektivnim fotoaparatom je najbolje uporabiti objektiv z dolgo goriščno razdaljo. Ta objektiv ima bolj ploščato obliko.
