Заказ работы

Заказать
Каталог тем
Каталог бесплатных ресурсов

Спутник фотолюбителя. А. Гусев

Фотообъектив
Введение. Для получения изображения снимаемого предмета на светочувствительном материале (пленке) фотографический аппарат снабжается объективом. В зависимости от условий съемки или того эффекта, который хотят получить при съемке, пользуются объективами той или иной конструкции.
Фотографический объектив представляет собой комбинацию нескольких, специально изготовленных, отшлифованных стекол (линз), образующих оптическую систему, требующую перед массовым изготовлением сложных математических расчетов.
При конструировании объектива определяются не только размеры и кривизна поверхностей отдельных линз, но и сорт стекол. Это объясняется тем, что две совершенно одинаковые по своей форме линзы, совершенно по-иному преломляют падающие на них лучи света.
Простейшие объективы. Может возникнуть вопрос, почему объектив, как правило, состоит из нескольких линз, к чему все эти сложные расчеты, - ведь и с помощью обыкновенного увеличительного стекла (двояковыпуклой линзы) можно получить изображение любого предмета.
Всем известно, что если отойти в комнате от окна к противоположной стене и поднести к ней на некотором расстоянии увеличительное стекло, то на стене образуется перевернутое изображение как самого окна, так и расположенных перед ним предметов - домов, деревьев и т.п.
Или когда с помощью такого же увеличительного стекла в летний солнечный день выжигают на дереве какой-либо узор, то в фокусе линзы образуется очень маленькое, ослепительно яркое изображение солнца. При этом падающие на линзу солнечные лучи собираются на очень небольшой поверхности, благодаря чему там и создается очень высокая температура.
С помощью обыкновенного увеличительного стекла удается получить изображение любых предметов. Однако такое оптическое изображение страдает рядом существенных недостатков, препятствующих применению простой линзы в качестве объектива.
Сферическая и хроматическая аберрации. Обыкновенная собирательная двояковыпуклая линза обладает весьма характерной особенностью. Она значительно сильнее преломляет падающие на нее лучи своими крайними участками и значительно меньше - теми участками, которые расположены ближе к ее центру. Ввиду этого, нельзя получить резкого оптического изображения фотографируемого предмета на одной плоскости светочувствительного материала. В этом случае получается как бы несколько фокусов: лучи, преломленные вблизи центра линзы, будут иметь один фокус, расположенный дальше от линзы, а лучи, преломленные у краев линзы, - другой фокус, расположенный ближе к линзе. Все это приводит к тому, что оптическое изображение получается расплывчатым. Такой недостаток простой линзы называется сферической аберрацией (рис. 2).

Мало того, двояковыпуклая линза имеет еще один недостаток: она точно так же, как и призма, разлагает лучи света на его составные части, вследствие чего изображение предмета получается окруженным радужной каемкой. Возникает это потому, что линза особенно сильно преломляет фиолетовые и синие лучи и наиболее слабо - красные. В этом случае фокус фиолетовых лучей не совпадает с фокусом оранжевых и красных лучей. Такое явление называется хроматической аберрацией.

Ахроматическая линза. Еще в XVIII веке современник Ломоносова, русский академик Эйлер математически доказал, что путем приготовления специальных сортов стекла можно будет устранить хроматическую аберрацию и добиться получения абсолютно резкого оптического изображения предметов. И, действительно, как только появились эти специальные сорта оптических стекол, явления хроматической аберрации были устранены путем склеивания в одно целое собирательной (двояковыпуклой) и рассеивающей (двояковогнутой) линз из стекла различного химического состава. Такая сдвоенная линза получила название ахроматической или ландшафтной.
В этом случае совмещение всех преломленных линзами лучей в одном фокусе происходит потому, что края двояковогнутой линзы, обладающие наибольшей преломляющей силой, находятся как раз против краев собирательной линзы, и чем больше крайние участки первой линзы будут преломлять лучи по направлению к оптической оси, тем больше, в свою очередь, вторая линза будет отклонять их в противоположную сторону.
Апланат. Позднее путем симметричной установки двух таких ландшафтных линз в одном объективе, названном апланатом, удалось достигнуть устранения еще одного из недостатков простой линзы, а именно - искривления прямых линий фотографируемого предмета.
Анастигмат. Но даже апланат далеко еще не является совершенным объективом. При работе с ним можно получить снимок с нерезкими краями или с нерезким центром. Этот объектив не в состоянии дать совершенно резкого изображения во всех его участках. Резкое изображение предметов получается в этом случае не в одной плоскости, а в виде сферической "поверхности", обращенной вогнутой стороной к объективу.
Кроме того, для апланата характерно наличие еще одного недостатка. Если лучи света от светящейся точки падают на него наклонно, то ее изображение получается не в виде точки, а в виде креста или в виде линии - широкой в середине и сужающейся к краям. Этот недостаток называется в оптике астигматизмом, и устранен он только в объективах специальной конструкции - анастигматах, представляющих собой систему по меньшей мере трех асимметрично расположенных линз.
Анастигматы в настоящее время являются самыми совершенными объективами, способными давать наиболее яркое изображение фотографируемого предмета.
Светосила и относительное отверстие объектива. Яркость изображения зависит от величины диаметра объектива и его фокусного расстояния (расстояния между оптическим центром объектива и светочувствительным материалом при резкой наводке на очень удаленный предмет), точно так же как освещенность любого предмета в узком, длинном коридоре зависит от размера окна и расстояния его до предмета. Следовательно, светосила (величина, характеризующая яркость изображения) зависит от диаметра отверстия объектива и его фокусного расстояния.
Чем больше это отверстие и чем ближе к нему находится светочувствительный материал, тем выше светосила объектива. С увеличением диаметра объектива в 2 раза площадь его поверхности увеличится в 4 раза, следовательно, через него пройдет в 4 раза больше света. При увеличении диаметра в 3 раза освещенность светочувствительного материала увеличится в 9 раз, следовательно, и выдержка при съемке в этом случае должна быть сокращена в 9 раз. То есть, количество света, прошедшего через объектив, прямо пропорционально квадрату его диаметра.



Размер файла: 1.36 Мбайт
Тип файла: pdf (Mime Type: application/pdf)
Заказ курсовой диплома или диссертации.

Горячая Линия


Вход для партнеров