Fookuskaugus ja optiline võimsus. Me mõõdame ise

Objektiivid nimetatakse läbipaistvateks kehadeks, mis on mõlemalt poolt piiratud sfääriliste pindadega.

Läätsesid on kahte tüüpi: kumerad (koonduvad) või nõgusad (hajutavad). Kumerläätse puhul on keskosa servadest paksem, nõgusläätse puhul, vastupidi, keskosa servadest õhem.
Objektiivi keskpunkti läbivat telge, mis on läätsega risti, nimetatakse optiliseks põhiteljeks.


Optilise põhiteljega paralleelselt liikuvad kiired läätse läbimisel murduvad ja kogunevad ühte punkti, mida nimetatakse läätse fookuspunktiks või lihtsalt läätse fookuspunktiks (koonduva läätse puhul). Divergeeruva läätse puhul on optilise peateljega paralleelselt liikuvad kiired hajutatud ja hajuvad teljest eemale, kuid nende kiirte laiendid ristuvad ühes punktis, mida nimetatakse kujuteldava fookuse punktiks.


OF- fookuskaugus objektiivid (OF=F on lihtsalt tähistatud tähega F).
Objektiivi optiline võimsus on selle fookuskauguse pöördväärtus. , mõõdetuna dioptrites [dptr].
Näiteks kui objektiivi fookuskaugus on 20 cm (F=20cm=0,2m), siis on selle optiline võimsus D=1/F=1/0,2=5 dioptrit
Objektiivi abil pildi koostamiseks kasutatakse järgmisi reegleid:
- läätse keskpunkti läbiv kiir ei murdu;
- optilise põhiteljega paralleelselt kulgev kiir murdub läbi fookuspunkti;
- fookuspunkti läbiv kiir pärast murdumist läheb paralleelselt optilise peateljega;

Vaatleme klassikalisi juhtumeid: a) objekt AB on topeltfookuse d>2F taga.


pilt: tõeline, vähendatud, ümberpööratud.

pilt: kujuteldav, vähendatud, otsene.

B) objekt AB on fookuse ja topeltfookuse F vahel

pilt: päris, suurendatud, ümberpööratud.

C) objekt AB on objektiivi ja fookuse vahel d

pilt: kujuteldav, suurendatud, otsene.

pilt: kujuteldav, vähendatud, otsene.

D) subjekt AB on topeltfookuses d=F


pilt: tõeline, võrdne, ümberpööratud.

kus F on objektiivi fookuskaugus, d on kaugus objektist objektiivini, f on kaugus objektiivist pildini.

Г - objektiivi suurendus, h - objekti kõrgus, H - pildi kõrgus.

Oge ülesanne füüsikas: Koonduva läätse abil saadakse objektist virtuaalne pilt. Objekt on objektiivist kaugel
1) väiksem fookuskaugus
2) võrdne fookuskaugusega
3) pikem topeltfookuskaugus
4)suurem fookuskaugus ja väiksem topeltfookuskaugus
Lahendus: Objekti virtuaalse kujutise koonduva läätse abil saab saada ainult siis, kui objekt asub objektiivi suhtes fookuskaugusest väiksemal kaugusel. (vt pilti ülal)
Vastus: 1
Oge ülesanne fipi füüsikas: Joonisel on kujutatud õhukesele läätsele fookuskaugusega F langeva kiire käik. Katkendjoon vastab objektiivi läbiva kiire käigule


Lahendus: Kiir 1 läbib fookust, mis tähendab, et enne seda läks see paralleelselt optilise peateljega, kiir 3 on paralleelne optilise peateljega, mis tähendab, et enne seda läbis see läätse fookuse (vasakul pool) objektiiv), kiir 2 on nende vahel.
Vastus: 2
Oge ülesanne fipi füüsikas: Objekt asub koonduvast läätsest kaugusel, mis võrdub F. Milline saab olema objekti kujutis?
1) otsene, kehtiv
2) otsene, kujuteldav
3) tagurpidi, päris
4) pilti ei tule
Lahendus: fookuspunkti läbiv kiir, mis tabab objektiivi, läheb paralleelselt optilise põhiteljega, fookuspunktis asuvast objektist ei ole võimalik pilti saada.
Vastus: 4
Oge ülesanne fipi füüsikas:Õpilane teeb katseid kahe läätsega, suunates neile paralleelse valgusvihu. Kiirte kulg nendes katsetes on näidatud joonistel. Nende katsete tulemuste kohaselt on objektiivi fookuskaugus L 2

1) rohkem kui objektiivi fookuskaugus L 1
2) väiksem kui objektiivi fookuskaugus L 1
3) võrdne objektiivi fookuskaugusega L 1
4) ei saa olla korrelatsioonis objektiivi fookuskaugusega L 1
Lahendus: pärast läätse L 2 läbimist lähevad kiired paralleelselt, seetõttu langevad kahe läätse fookused kokku, jooniselt on näha, et läätse L2 fookuskaugus on väiksem kui objektiivi fookuskaugus L 1
Vastus: 2
Oge ülesanne fipi füüsikas: Joonisel on kujutatud objekti S ja selle kujutist S′, mis on saadud kasutades

1) õhuke koonduv lääts, mis asub objekti ja selle kujutise vahel
2) õhuke lahknev lääts, mis asub pildist vasakul
3) õhuke koonduv lääts, mis asub objektist paremal
4) õhuke lahknev lääts, mis asub objekti ja selle kujutise vahel
Lahendus:ühendades objekti S ja selle kujutise S′, leiame, kus asub läätse keskpunkt, kuna kujutis S′ on objektist S kõrgemal, siis pilti suurendatakse. Koondav lääts annab S' suurendatud kujutise. (teoreetiliselt vaata ülalt)
Vastus: 3
Oge ülesanne fipi füüsikas: Objekt on koonduvast läätsest kaugemal kui 2F ja suurem kui F. Millised on pildi mõõtmed võrreldes objekti suurusega?
1) väiksem
2) sama
3) suur
4) pilti ei tule
Lahendus: Vaata punkti b ülal) objekt AB on fookuse ja topeltfookuse vahel.
Vastus: 3
Oge ülesanne fipi füüsikas: Pärast optilise seadme läbimist, mis on joonisel kaetud ekraaniga, muutus kiirte 1 ja 2 teekond vastavalt 1" ja 2" võrra. Ekraani taga on

1) koonduv lääts
2) lahknev lääts
3) tasapinnaline peegel
4) tasapinnaline paralleelne klaasplaat
Lahendus: kiired pärast optilise seadme läbimist lahknevad ja see on võimalik alles pärast seda, kui kiired läbivad lahkneva läätse.
Vastus: 2
Oge ülesanne fipi füüsikas: Joonisel on kujutatud õhukese läätse optiline telg OO 1, objekt A ja selle kujutis A 1, samuti kujutise moodustamisel osaleva kahe kiire teekond.

Joonise järgi on objektiivi fookus punktis
1) 1 ja objektiiv läheneb
2) 2 ja objektiiv läheneb
3) 1 ja objektiiv on lahknev
4) 2 ja objektiiv on lahknev
Lahendus: optilise põhiteljega paralleelselt liikuv kiir pärast läätse läbimist murdub ja läbib fookuspunkti. Joonis näitab, et see on punkt 2 ja lääts läheneb.
Vastus: 2
Oge ülesanne fipi füüsikas:Õpilane uuris objekti kujutise olemust kahes klaasläätses: ühe läätse optiline võimsus D 1 = -5 dioptrit, teise D 2 = 8 dioptrit - ja tegi teatud järeldused. Valige allolevatest järeldustest kaks õiget ja kirjutage üles nende numbrid.
1) Mõlemad objektiivid koonduvad.
2) Esimese läätse sfäärilise pinna kõverusraadius on võrdne teise läätse sfäärilise pinna kõverusraadiusega.
3) Esimese objektiivi fookuskaugus on mooduli poolest suurem kui teisel.
4) Mõlema objektiivi loodud objekti kujutis on alati sirge.
5) Esimese objektiiviga loodud objekti kujutis on alati virtuaalne pilt ja teise objektiivi loodud pilt on virtuaalne ainult siis, kui objekt on objektiivi ja fookuse vahel.
Lahendus: Miinusmärk näitab, et esimene lääts on lahknev ja teine ​​koonduv, seetõttu on esimese objektiiviga loodud objekti kujutis alati virtuaalne pilt ja teise objektiivi loodud pilt on virtuaalne ainult siis, kui objekt on vahemikus objektiiv ja fookus. Esimese objektiivi fookuskaugus on absoluutväärtuses suurem kui teise objektiivi fookuskaugus. Objektiivi optilise võimsuse valemist F \u003d 1 / D, siis F 1 \u003d 0,2 m. F 2 \u003d 0,125 m.
Vastus: 35
Oge ülesanne fipi füüsikas: Millises punktis paikneb fookuskaugusega F koonduva läätse poolt loodud punktallika S kujutis?

1) 1
2) 2
3) 3
4) 4
Lahendus:

Vastus: 1
Oge ülesanne fipi füüsikas: Kas kaksikkumer lääts võib hajutada paralleelsete kiirte kiiret? Selgitage vastust.
Lahendus: Võib-olla siis, kui keskkonna murdumisnäitaja on suurem kui läätse murdumisnäitaja.
Oge ülesanne fipi füüsikas: Joonisel on kujutatud õhuke lahknev lääts ja kolm objekti: A, B ja C, mis asuvad läätse optilisel teljel. Millise(te) objekti(de) kujutis objektiivis, mille fookuskaugust F vähendatakse, on otsene ja kujuteldav?

1) ainult A
2) ainult B
3) ainult B
4) kõik kolm eset
Lahendus:Õhuke lahknev objektiiv annab alati vähendatud, otsese ja virtuaalse pildi igas objekti asendis.
Vastus: 4
Oge ülesanne füüsikas (fipi): Objektiivi fookuskauguse ja topeltfookuskauguse vahel olev objekt nihutatakse objektiivi topeltfookuskaugusele lähemale. Looge vastavus füüsikaliste suuruste ja nende võimalike muutuste vahel, kui objekt läheneb läätse topeltfookusele.
Määrake iga väärtuse jaoks muudatuse sobiv laad:
1) suureneb
2) väheneb
3) ei muutu
Kirjutage tabelisse valitud numbrid vastavate tähtede alla. Vastuses olevad numbrid võivad korduda.
Lahendus: Kui objekt on fookuse ja topeltfookuse vahel, siis selle kujutist suurendatakse ja see asub topeltfookuse taga, topeltfookusele lähenedes mõõtmed vähenevad ja pilt läheneb objektiivile, kuna kui keha on kahekordne fookuskaugus, siis on pilt võrdne iseendaga ja asub topeltfookuses.
Vastus: 22
OGE 2019 demoversiooni ülesanne: Joonisel on kolm objekti: A, B ja C. Millise(te) objekti(de) kujutis õhukeses koonduvas läätses, mille fookuskaugus F on vähendatud, pööratud ja reaalne?

1) ainult A
2) ainult B
3) ainult B
4) kõik kolm eset
Lahendus: Kujutist vähendatakse, pööratakse ümber ja reaalne, kui objekt on topeltfookuse d>2F taga (vt teooriat ülal). Objekt A on topeltfookuse taga.

2. videotund: Lahknev lääts – Füüsika katsetes ja katsetes

Loeng: Lähenevad ja lahknevad läätsed. Õhuke objektiiv. Õhukese objektiivi fookuskaugus ja optiline võimsus

Objektiiv. Objektiivide tüübid

Nagu teate, kasutatakse masinate ja muude seadmete projekteerimisel kõiki füüsilisi nähtusi ja protsesse. Valguse murdumine pole erand. Seda nähtust on kasutatud kaamerate, binoklite valmistamisel ning ka inimsilm on omamoodi optiline seade, mis suudab kiirte liikumist muuta. Selleks kasutatakse objektiivi.

Objektiiv- see on läbipaistev korpus, mis on mõlemalt poolt piiratud keradega.

Koolifüüsika kursusel arvestatakse klaasist valmistatud läätsedega. Siiski võib kasutada ka muid materjale.

On mitu peamist tüüpi objektiive, mis täidavad teatud funktsioone.

kaksikkumer lääts

Kui läätsed on valmistatud kahest kumerast poolkerast, nimetatakse neid kaksikkumeraks. Vaatame, kuidas käituvad kiired sellise objektiivi läbimisel.

Pildi peal A 0 D on peamine optiline telg. See on kiir, mis läbib läätse keskpunkti. Objektiiv on selle telje suhtes sümmeetriline. Kõiki teisi keskpunkti läbivaid kiiri nimetatakse külgtelgedeks, nende sümmeetriat ei täheldata.

Kaaluge langevat valgusvihku AB, mis murdub teisele kandjale ülemineku tõttu. Pärast seda, kui murdunud kiir puudutab kera teist seina, murdub see uuesti enne optilise põhitelje ületamist.

Sellest võime järeldada, et kui teatud kiir läks paralleelselt optilise peateljega, siis läätse läbimise järel ületab see optilise peatelje.

Kõik kiired, mis on telje lähedal, lõikuvad ühes punktis, luues kiire. Need kiired, mis on teljest kaugel, lõikuvad läätsele lähemal.

Nähtust, mille puhul kiired ühes punktis koonduvad, nimetatakse keskendumine, ja fookuspunkt on keskenduda.

Fookus (fookuskaugus) on joonisel tähistatud tähega F.

Läätse, mille kiired kogunevad ühes punktis selle taga, nimetatakse koonduvaks läätseks. See on kaksikkumer objektiiv on kogunemine.

Igal objektiivil on kaks fookust – need on objektiivi ees ja selle taga.

Kaksiknõgus objektiiv

Kahest nõgusast poolkerast koosnevat läätse nimetatakse kaksiknõgus.

Nagu jooniselt näha, murduvad sellist läätse tabanud kiired ja väljumisel nad ei ületa telge, vaid vastupidi, kalduvad sellelt.

Sellest võime järeldada, et selline objektiiv hajub ja seetõttu nimetatakse seda hajumine.

Kui hajunud kiired läätse ees jätkuvad, siis nad kogunevad ühes punktis, mis on nn. kujuteldav fookus.

Lähenevad ja lahknevad läätsed võivad võtta ka muud tüüpi, nagu on näidatud joonistel.

1 - kaksikkumer;

2 - tasapinnaline kumer;

3 - nõgus-kumer;

4 - kaksiknõgus;

5 - tasapinnaline-nõgus;

6 - kumer-nõgus.

Olenevalt läätse paksusest võib see murda kiiri rohkem või vähem. Et määrata, kui tugevalt lääts murdub, nimetatakse suurust optiline võimsus.

D on läätse (või läätsesüsteemi) optiline võimsus;

F on objektiivi (või objektiivisüsteemi) fookuskaugus.

[D] = 1 diopter. Objektiivi optilise võimsuse ühik on diopter (m -1).

õhuke objektiiv

Objektiivide uurimisel kasutame õhukese läätse mõistet.

Niisiis, vaadake joonist, mis näitab õhukest objektiivi. Seega on õhuke lääts selline, mille paksus on piisavalt väike. Füüsikaliste seaduste jaoks on määramatus siiski vastuvõetamatu, seega on mõiste "piisav" kasutamine riskantne. Arvatakse, et läätse võib nimetada õhukeseks, kui selle paksus on väiksem kui kahe sfäärilise pinna raadiused.

Objektiivi fookuskaugus sõltub kumerusastmed selle pind. Kumeramate pindadega lääts murrab kiiri rohkem kui vähem kumerate pindadega lääts ja seetõttu on selle fookuskaugus lühem.

Koonduva läätse fookuskauguse määramiseks on vaja päikesekiired sellele suunata ja pärast objektiivi taga olevale ekraanile Päikesest teravat kujutist saades mõõta kaugus objektiivist selle pildini. Kuna kiired langevad Päikese äärmise kauguse tõttu objektiivile peaaegu paralleelse kiirena, asub see pilt peaaegu objektiivi fookuses.

Objektiivi fookuskauguse pöördväärtust nimetatakse objektiivi optiline võimsus(D):

D= 1

Mida väiksem on objektiivi fookuskaugus, seda suurem on selle optiline võimsus, s.t. seda rohkem see kiiri murdub. Üksus rev. (m -1) . Muidu nimetatakse seda ühikut dioptriks (dptr).

1 diopter on 1 m fookuskaugusega objektiivi optiline võimsus.

Lähenevatel ja lahknevatel läätsedel on erinev optiline võimsus.

Koonduvad läätsed neil on tõeline fookus, seega peetakse nende fookuskaugust ja optilist võimsust positiivseks (F>0, D>0).

Erinevad läätsed neil on kujuteldav fookus, nii et nende fookuskaugust ja optilist võimsust peetakse negatiivseks ( F<0, D<0).

Paljud optilised instrumendid koosnevad mitmest läätsest. Mitme tihedalt asetseva läätse süsteemi optiline võimsus on võrdne selle süsteemi kõigi läätsede optiliste võimsuste summaga. Kui on kaks objektiivi optilise võimsusega D 1 ja D 2, siis on nende optiline koguvõimsus võrdne : D= D1 + D2

Summeerivad ainult optilised võimsused, mitme objektiivi fookuskaugus ei ühti üksikute objektiivide fookuskauguste summaga.

Objektiivide abil saate mitte ainult koguda ja hajutada valguskiiri, vaid saada ka mitmesuguseid objektide pilte. Objektiivides pildi konstrueerimiseks piisab kahe kiire käigu konstrueerimisest: üks läbib läätse optilist keskpunkti ilma murdumiseta, teine ​​on optilise põhiteljega paralleelne kiir.

1. Objekt on objektiivi ja fookuse vahel:

Pilt on suurendatud, kujuteldav, otsene. Sellised pildid saadakse suurendusklaasi abil.

2. Objekt on fookuse ja topeltfookuse vahel

Pilt – päris, suurendatud, ümberpööratud. Sellised kujutised saadakse projektsiooniseadmetes.

3. Topeltfookuse taga olev objekt

Objektiiv annab vähendatud, ümberpööratud, reaalse pildi. Seda pilti kasutatakse kaameras.

Objekti mis tahes asukohas lahknev objektiiv annab vähendatud kujuteldava otsese pildi. See moodustab lahkneva valgusvihu

Inimese silm on peaaegu sfäärilise kujuga.

Seda ümbritseb tihe membraan, mida nimetatakse skleraks. Kõva esiosa on läbipaistev ja seda nimetatakse sarvkestaks. Sarvkesta taga on iiris, mis võib erinevatel inimestel olla erinevat värvi. Sarvkesta ja vikerkesta vahel on vesine vedelik.

Iirises on auk - pupill, mille läbimõõt võib olenevalt valgustusest varieeruda. Pupilli taga on läbipaistev korpus - lääts, mis näeb välja nagu kaksikkumer lääts. Objektiiv on lihaste abil kõvakesta külge kinnitatud.

Objektiivi taga on klaaskeha. See on läbipaistev ja täidab ülejäänud silma. Kõva tagumine osa on silmapõhja, kaetud võrkkestaga.

Võrkkesta koosneb kõige peenematest kiududest, mis katavad silmapõhja. Need on nägemisnärvi hargnenud otsad.

Silma langev valgus murdub silma esipinnal, sarvkestas, läätses ja klaaskehas, mille tõttu võrkkestale tekib vaadeldavast objektist reaalne, vähendatud, ümberpööratud kujutis.

Võrkkesta moodustavatele nägemisnärvi otstele langev valgus ärritab neid otste. Ärritus kandub mööda närvikiude ajju ja inimene saab ümbritsevast maailmast visuaalse ettekujutuse. Nägemisprotsessi korrigeerib aju, nii et me tajume objekti otse.

Objektiivi kumerus võib muutuda. Kui vaatame kaugeid objekte, ei ole läätse kumerus suur, sest seda ümbritsevad lihased on lõdvestunud. Lähedal asuvaid objekte vaadates suruvad lihased läätse kokku, selle kumerus suureneb.

Tavasilma parima nägemise kaugus on 25 cm Kahe silmaga nägemine suurendab vaatevälja, samuti võimaldab eristada, milline objekt on meist lähemal ja kumb kaugemal. Fakt on see, et vasaku ja parema silma võrkkesta kujutised erinevad üksteisest. Mida lähemal on objekt, seda märgatavam on see erinevus ja see jätab mulje kauguste erinevusest. Tänu kahe silmaga nägemisele näeme objekti kolmemõõtmelisena.

Hea ja normaalse nägemisega inimesel kogub lõdvestunud silm võrkkestale asetsevas punktis paralleelseid kiiri. Müoopia ja kaugnägelikkuse all kannatavate inimeste olukord on erinev.

Lühinägelikkus- see on nägemise puudumine, mille korral paralleelsed kiired pärast silma murdumist ei kogune võrkkestale, vaid läätsele lähemale. Kaugemate objektide kujutised on seetõttu võrkkestal hägused ja udused. Võrkkestale terava pildi saamiseks tuleb kõnealune objekt silmale lähemale tuua.

kaugnägelikkus- see on nägemise puudumine, mille korral paralleelsed kiired pärast silma murdumist koonduvad sellise nurga all, et fookus ei asu võrkkestale, vaid selle taga. Võrkkesta kaugemate objektide kujutised osutuvad jällegi uduseks, uduseks. Kuna kaugelenägev silm ei suuda võrkkestale fokuseerida isegi paralleelseid kiiri, kogub see lähedalasuvatelt objektidelt tulevaid lahknevaid kiiri veelgi hullemini. Seetõttu näevad kaugnägelikud inimesed halvasti nii kaugele kui lähedale.

Objektiivi fookuskauguse mõiste on paljudele tuttav kooli füüsikatundidest. Objektiivi fookuskaugus on kaugus objektiivist endast selle fookustasandini, mõõdetuna millimeetrites. Objektiivi fookustasand ja tasapind on üksteisega paralleelsed ning fookustasand läbib objektiivi fookust.

Fookus on punkt, kus kõik objektiivi läbinud kiired koonduvad. Digikaameras asub CCD fookustasandil. Seega kogub kaamera objektiiv valgusvoogu ja tagab selle fookuse valgustundlikule maatriksile. Objektiivi suurendusaste sõltub otseselt fookuskaugusest. Fookuskauguse suurenedes suureneb objektiivi suurendus, kuid selle vaatenurk kitseneb.

Joonis 1. Fookus ja fookustasand kaksikkumera koonduva läätse jaoks.

Sõltuvalt objektiivi fookuskaugusest jagatakse objektiivid lainurk- ja teleobjektiivideks. Lainurkobjektiivid, neid nimetatakse sageli lihtsalt "lainurkseteks", nagu nad liigutaksid pildistatavat objekti vaatajast eemale, vähendades seda. Nimetus tuli lihtsalt sellest, et neil on väga suur (lai) vaatenurk . Pika fookusega objektiivid võimaldavad pildistatavat objekti vaatajale suurendada (lähemale tuua), kuid neil on tunduvalt väiksem katvusnurk.

Joonis 2. Objektiivide tüübid fookuskauguse ja kattenurga järgi.

Mis määrab objektiivi fookuskauguse

Objektile teravustamine sõltub CCD maatriksi suurusest. Filmikaamerate puhul on see suurus sama kui 35 mm kaadrilaius. filmid. Digikaamerates on aga maatriksite mõõtmed palju väiksemad ja pealegi erinevad oluliselt olenevalt kaamera mudelist ja selle tootjast.

Seetõttu otsustati anda digikaamera objektiivi fookuskauguse parameetrid standardse 35 mm suhtes. See võimaldas võrrelda erinevat tüüpi objektiive objektiivi fookuskauguse järgi, võtmata arvesse maatriksite parameetreid, ja määrata ka järgmist:

1. 50 mm fookuskaugusega objektiivil on inimsilma vaateväljale vastav vaateväli ja seda kasutatakse peamiselt keskmiste võtete tegemiseks.
2. Objektiivi fookuskaugus 90–130 mm on ideaalne portreepildistamiseks. Sellistel objektiividel on madal teravussügavus, mis võimaldab luua ilusat bokeh’d.
3. Alates 200 mm on teleobjektiivid. Need sobivad ideaalselt loomade, lindude või pikkade vahemaade sportimiseks.
4. Objektiivid objektiivi fookuskaugusega 28 - 35 mm sobivad pildistamiseks siseruumides, kus pole piisavalt liikumisvabadust. Kõige sagedamini paigaldatakse odavatesse algtaseme kaameratesse.
5. Objektiive, mille objektiivi fookuskaugus on alla 20 mm, nimetatakse kalasilmaks. Peamine rakendus on kunstiliste fotode loomine.

Suumobjektiivid ja digitaalne suum

Digikaameratesse paigaldatakse reeglina objektiivid, millel on muutuv objektiivi fookuskaugus. Sellest, millise fookuskauguse järgi on määratud, võivad need olla nii lainurk- kui ka telefotod. Fookuskauguse suurendamist saab rakendada optika või tarkvara kaudu (digitaalne).

Objektiivi fookuskauguse optiline suurendamine saavutatakse objektiivi optikaga ehk fookuskauguse muutmisega. See tehnika ei ole pildikvaliteet. Kaasaegsed objektiivid võimaldavad saada pilti 12-kordse suurenduse. Maksimaalset suurendust saab hõlpsasti määrata objektiivil olevate märgiste järgi. Oletame, et vahemik on 5,4–16,2 mm. Siis on maksimaalne kasv 16,2 / 5,4 = 3, st kolmekordne kasv.

Joonis 3. Nikkor teleobjektiiv fookuskaugusega 80-400mm.

Digitaalne suum suurendab suurendustegurit, kuid halvendab oluliselt pilti, mistõttu tuleks seda kasutada ainult äärmuslikel juhtudel, kui pildi kvaliteet pole nii kriitiline. Sarnase tõusu saab teha ka arvutis pildi järeltöötluse käigus.

Digitaalse suumi olemus on üsna lihtne. Kaamera või arvuti protsessor arvutab välja, milliseid värvipiksleid pildile lisada ja mis kohtadesse suurendamisel. Pildikvaliteedi kadumise probleem seisneb selles, et andur ei võtnud neid uusi piksleid vastu, kuna neid ei olnud esialgsel pildil.

P.S. Kui see artikkel oli teile kasulik, jagage seda oma sõpradega sotsiaalvõrgustikes! Selleks klõpsake lihtsalt allolevatel nuppudel ja jätke kommentaar!

Vaatleme nüüd teist suure praktilise tähtsusega juhtumit. Enamikul meie kasutatavatest objektiividest on mitte üks, vaid kaks liidest. Milleni see viib? Olgu siis klaaslääts, mida piiravad erineva kumerusega pinnad (joon. 27.5). Mõelge valgusvihu fokuseerimisele punktist O punkti O'. Kuidas seda teha? Kõigepealt kasutame esimese pinna jaoks valemit (27.3), unustades teise pinna. See võimaldab meil kindlaks teha, et punktis O kiirgav valgus näib lähenevat või lahknevat (olenevalt fookuskauguse märgist) mõnest teisest punktist, näiteks O'-st. Nüüd lahendame probleemi teise osa. Klaasi ja õhu vahel on teine ​​pind, millele lähenevad kiired, koondudes punkti O'. Kus nad tegelikult kohtuvad? Kasutame uuesti sama valemit! Leiame, et need koonduvad punkti O. Nii on võimalik läbida vajadusel 75 pinda, rakendades järjestikku sama valemit ja liikudes ühelt pinnalt teisele!

On veelgi keerulisemaid valemeid, mis võivad meid aidata nendel harvadel elujuhtudel, kui meil on mingil põhjusel vaja jälgida valguse teed läbi viie pinna. Kui aga väga vaja, siis parem läbida viis pinda järjest kui hunnik valemeid pähe õppida, sest võib juhtuda, et me ei pea pindadega üldse jamama!

Igal juhul on arvutamise põhimõte järgmine: ühe pinna läbimisel leiame uue asukoha, uue fookuspunkti ja võtame selle järgmise allikana.

pinnad jne. Sageli on süsteemides mitut tüüpi klaasi erinevate näitajatega n 1, n 2, ...; seetõttu peame ülesande konkreetse lahenduse jaoks üldistama valemi (27.3) kahe erineva eksponendi n 1, n 2 korral. Lihtne on näidata, et üldistatud võrrandil (27.3) on vorm

Juhtum on eriti lihtne siis, kui pinnad on lähestikku ja lõplikust paksusest tulenevad vead võivad jääda tähelepanuta. Mõelge joonisel fig. 27.6, ja esitame järgmise küsimuse: millistele tingimustele peab lääts vastama, et kiir O'st fokusseeritaks O'-sse? Laske valgusel punktis P täpselt läbi läätse serva läbida. Siis (jättes ajutiselt tähelepanuta läätse T paksuse murdumisnäitajaga n 2) on üleliigne aeg teel ORO' võrdne (n 1 h 2 / 2s) + (n 1 h 2/2s') . Et võrdsustada sõiduaega OPO' ja aega mööda sirget rada, peab läätse keskel olema selline paksus T, et see lükkab valgust vajaliku aja edasi. Seetõttu peab läätse paksus T vastama suhtele

Samuti on võimalik T väljendada mõlema pinna R 1 ja R 2 raadiusega. Võttes arvesse tingimust 3 (antud lk 27), leiame juhtumi R 1 jaoks< R 2 (выпуклая линза)

Siit me lõpuks jõuame

Pange tähele, et nagu varem, kui üks punkt on lõpmatuses, asub teine ​​​​kaugusel, mida me nimetame fookuskauguseks f. F väärtuse määrab võrdus

kus n \u003d n 2 / n 1.

Vastupidisel juhul, kui s läheb lõpmatuseni, jõuab s' fookuskaugusele f'. Meie objektiivi fookuskaugused on samad. (Siin kohtame veel üht üldreegli erijuhtumit, mille kohaselt on fookuskauguste suhe võrdne nende kahe meedia murdumisnäitajate suhtega, kuhu kiired on fokuseeritud. Meie optilise süsteemi puhul on mõlemad näitajad samad ja seetõttu on fookuskaugused võrdsed.)

Unustame korraks fookuskauguse valemi. vahemaad. Kui ostsite tundmatu kõverusraadiusega ja mingisuguse murdumisnäitajaga objektiivi, siis saab fookuskaugust lihtsalt mõõta, fokusseerides kaugest allikast tulevaid kiiri. Teades f-i, on mugavam meie valem kohe fookuskauguse järgi ümber kirjutada

Vaatame nüüd, kuidas see valem töötab ja mis sellest erinevatel juhtudel välja tuleb. Esiteks, kui üks kaugustest s ja s' on lõpmatu, on teine ​​võrdne f-ga. See tingimus tähendab, et paralleelne valgusvihk on fokuseeritud kaugusele f ja seda saab praktikas kasutada f määramiseks. Huvitav on ka see, et mõlemad punktid liiguvad samas suunas. Kui üks läheb paremale, siis teine ​​liigub samas suunas. Ja lõpuks, kui s ja s' on samad, on igaüks neist võrdne 2f-ga.