Mifano ya maswali kuhusu vifaa vya kamera vya macho

Mifano 2 ya maswali kuhusu vifaa vya kamera vya macho

1. Kamera ya analogi ya lenzi moja ina urefu wa fokasi wa sentimita 10. Hapo awali, kamera imewekwa kupiga picha kitu katika hali ya kutokuwa na kikomo. Ikiwa mtu anataka kutumia kamera kupiga picha kitu kilicho umbali wa mita 5, hesabu:
(a) Umbali kati ya filamu na lenzi wakati kamera imewekwa kupiga picha kitu kisicho na kikomo,
(b) Umbali kati ya filamu na lenzi wakati kamera imewekwa kupiga picha kitu kilicho umbali wa mita 100,
(c) Badilisha nafasi ya lenzi kutoka mpangilio wa infinity hadi mpangilio wa mita 100. Je, lenzi imehamishwa mbali na filamu au karibu zaidi na filamu?
Majadiliano
Inajulikana kwamba:
Urefu wa lenzi (f) = 10 cm = 100 mm
Jibu:
(a) Umbali kati ya filamu na lenzi wakati kamera imewekwa kupiga picha kitu kisicho na kikomo.
Umbali kati ya lenzi na filamu = umbali wa picha (s')
Kitu kilicho mbali sana kinamaanisha umbali wa kitu (vitu) hauna kikomo.
Kamera inapowekwa ili kupiga picha kitu, umbali kati ya lenzi na filamu hurekebishwa ili mwangaza kutoka kwa kitu hicho uelekezwe na lenzi ili kuunda picha sahihi kwenye filamu.
Kuhusu mada ya lenzi zenye mbonyeo imeelezwa kwamba ikiwa umbali wa kitu (s) = isiyo na kikomo basi umbali kivuli (s') = urefu wa fokasi (f) wa lenzi.
Umbali kati ya lenzi na filamu = umbali wa picha (s') = urefu wa fokasi (f) wa lenzi = milimita 100.

(b) Umbali kati ya filamu na lenzi wakati kamera imewekwa kupiga picha kitu kilicho umbali wa mita 5.
Umbali wa kitu = 5 m = 5000 mm
Urefu wa lenzi (f) = 100 mm

Umbali kati ya filamu na lenzi = umbali wa picha, unaohesabiwa kwa kutumia fomula ya lenzi yenye mbonyeo kwa sababu lenzi ya kamera ni lenzi yenye mbonyeo:
1/s' = 1/f – 1/s = 1/100 – 1/5000 = 50/5000 – 1/5000 = 49/5000
s' = 5000/49 = milimita 102

(c) Mabadiliko ya nafasi ya lenzi kutoka mpangilio usio na kikomo hadi mpangilio wa mita 100
Inapowekwa ili kupiga picha kitu katika hali ya kutokuwa na mwisho, umbali kati ya lenzi na filamu ni milimita 100. Inapowekwa ili kupiga picha kitu kilicho umbali wa mita 5, umbali kati ya lenzi na filamu ni milimita 102. Hivyo, mabadiliko katika umbali wa lenzi kutoka kwenye filamu ni milimita 102 - milimita 100 = milimita 2.

Je, lenzi imehamishwa mbali na filamu au karibu nayo? Bila shaka, lenzi imehamishwa mbali na filamu kwa sababu katika hali ya kutokuwa na kikomo, umbali kati ya lenzi na filamu = urefu wa lenzi unaolenga. Ikiwa lenzi imehamishwa karibu na filamu, umbali kati ya lenzi na filamu ni chini ya milimita 100.

2. Lenzi mbili zenye mbonyeo, kila moja ikiwa na urefu wa fokasi wa milimita 40 na milimita 20. Lenzi zote mbili hutumika katika kamera ya analogi kupiga picha kitu kilicho umbali wa mita 10. Amua:
(a) Umbali kati ya filamu na lenzi yenye urefu wa fokasi wa milimita 40 wakati kamera imewekwa kupiga picha kitu hicho. Pia hesabu ukuzaji wa mstari.
(b) Umbali kati ya filamu na lenzi yenye urefu wa fokasi wa milimita 20 wakati kamera imewekwa kupiga picha kitu hicho. Pia hesabu ukuzaji wa mstari.
Majadiliano
Inajulikana kwamba:
Urefu wa fokasi wa lenzi yenye mbonyeo ni 1 (f₁) = 40 mm
Urefu wa fokasi wa lenzi yenye mbonyeo ni 2 (f₂) = 20 mm
Umbali wa kitu = 10 m = 10.000 mm
Jibu:
(a) Umbali kati ya filamu na lenzi yenye urefu wa fokasi wa milimita 40 wakati kamera imewekwa kupiga picha kitu
Umbali kati ya filamu na lenzi = umbali wa picha (s'), unaohesabiwa kwa kutumia fomula ya lenzi yenye mbonyeo kwa sababu lenzi ya kamera ni lenzi yenye mbonyeo:
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

Ukuzaji wa mstari (m):
m = s'/s = 40,2/10.000 = mara 0,004

(b) Umbali kati ya filamu na lenzi yenye urefu wa fokasi wa milimita 20 wakati kamera imewekwa kupiga picha kitu
Umbali kati ya filamu na lenzi = umbali wa picha (s'), unaohesabiwa kwa kutumia fomula ya lenzi yenye mbonyeo kwa sababu lenzi ya kamera ni lenzi yenye mbonyeo:
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

Ukuzaji wa mstari (m):
m = 20,0/10.000 = mara 0,002

Linganisha ukuzaji wa mstari katika hesabu hii na ule uliopita. Kulingana na ukuzaji huu mbili wa mstari, inaweza kuhitimishwa kuwa ukuzaji wa mstari huongezeka kadri urefu wa lenzi unavyoonekana. Kwa hivyo, unapochagua lenzi ya kamera, unapaswa pia kuzingatia urefu wake wa mstari. Kwa vitu vya mbali, lenzi yenye urefu mrefu zaidi wa mstari inapaswa kutumika kupanua picha inayozalishwa na lenzi na kurekodiwa kwenye filamu.

Tukipiga picha kitu cha mbali kwa kutumia kamera yenye lenzi ya kukuza, tunapanua picha inayoundwa kwa kubadilisha lenzi na kutumia lenzi yenye urefu mrefu zaidi wa kuzingatia. Tunaweza kubadilisha lenzi kwa sababu lenzi ya kukuza imeundwa na lenzi nyingi zenye urefu tofauti wa kuzingatia.

Unapopiga picha vitu vya mbali kwa kutumia kamera ya lenzi moja, ni vyema kutumia lenzi yenye urefu mrefu wa fokasi. Lenzi hii ina umbo tambarare.