Схема устройства фотоаппарата

Фотоаппарат состоит из объектива и корпуса со светонепроницаемыми стенками. Объектив помещается у передней стенки, а у задней помещается светочувствительный элемент, это может быть пленка, как в старых фотоаппаратах, или фотодиодная матрица (Рис. 5).

Рис. 5. Схема устройства фотоаппарата

Как правило, при съемке фотографируемый объект находится на расстоянии, гораздо большем фокусного расстояния объектива. Вследствие этого изображение на фотоэлементе получается перевернутым и уменьшенным. Для того чтобы получить отчетливое изображение объекта, есть возможность передвигать объектив относительно задней стенки корпуса.

В зависимости от предназначения применяют различные конструкции фотоаппаратов, но наиболее важной частью является объектив. Именно им в основном определяется качество снимка. В простейшем случае фотообъектив может являться собирающей линзой, однако такая линза дает отчетливое изображение лишь в очень ограниченном количестве случаев. Фотообъективы, которые дают качественное изображение, обычно состоят из нескольких линз и представляют собой довольно сложную конструкцию (Рис. 6).

Рис. 6. Фотообъектив в разрезе

Для того чтобы регулировать световой поток, поступающий в фотоаппарат, объектив снабжается диафрагмой, диаметр которой можно изменять, таким образом меняя размеры отверстия.

Случай № 4

Предмет находится четко в фокусе линзы. Выполняем построение и видим, что лучи после преломления идут параллельно, то есть не пересекаются. Изображения в этом случае нет (Рис. 7).

Рис. 7. Случай № 4

Как доказать этот же факт алгебраически? Мы видим, что , а такая дробь не существует. Таким образом, в данном случае изображения не будет.

Случай № 5

Предмет находится между линзой и фокусом. Простые построения показывают, что после построения лучи расходятся. Действительного изображения в этом случае наблюдаться не будет, однако пересекаются продолжения лучей. А мы уже знаем, что в таких случаях глаз преобразует изображение так, что мы видим мнимое изображение предмета. Находим точку пересечения продолжений лучей и получаем мнимое изображение. Оно получается увеличенным и прямым. Именно этот случай имеет место, когда мы пользуемся очками или лупой. Итак, алгебраическое доказательство того же факта: подставив значение () получаем: и .

Лупа

Для начала вспомним, как устроен человеческий глаз (Рис. 8).

Рис. 8. Строение человеческого глаза

Простейшим прибором для вооружения глаза является лупа. В качестве лупы применяются собирающие линзы с фокусным расстоянием 10–100 мм.

Лупа помещается перед глазом, по возможности близко к нему, а рассматриваемый предмет – на расстоянии немного большем, чем фокусное расстояние лупы. Построение изображения, даваемого лупой, уже было рассмотрено на уроке, оно получается мнимым, прямым и увеличенным.

Рассмотрим ход лучей к предмету, рассматриваемому через лупу (Рис. 9).

Рис. 9. Построение изображения, даваемого лупой

Лучи, исходящие из точки S, сначала преломляются в лупе, затем в преломляющих средах глаза и собираются в некоторой точке на сетчатке.

В той же самой точке собрались бы лучи, если бы лупы не было, а источник находился бы в другой точке, такой, как будто бы глаз непосредственно рассматривал предмет увеличенных размеров, находящийся на соответствующем расстоянии от него.