Введение в оптику
1. Фотографическая оптика
Важнейшей частью любого фотоаппарата является фотографический объектив. Современный фотографический объектив представляет собой весьма сложную оптическую конструкцию, рассчитанную с учетом всех наших знаний о свете как о физическом явлении.Зрительное представление об окружающем нас мире мы получаем благодаря глазу - удивительному оптическому прибору, созданному самой природой.
Глаз и фотографический аппарат как оптические приборы сходны между собой и, сравнивая их работу, нетрудно уловить много общего. Рассмотрим условия построения изображений оптической системой глаза и фотоаппарата (рис. 2).
рис. 2. Построение изображений: а - в фотоаппарате; б - в глазу.
Глаз представляет собой непрозрачное яйцевидное тело, покрытое плотной непрозрачной оболочкой - склерой. На передней стенке глаза имеется выпуклость, защищенная прозрачной роговицей, за которой размещено чечевицеобразное прозрачное тело - хрусталик. Если посмотреть сквозь хрусталик внутрь глазного яблока, хрусталик кажется нам черным, так как лучи света, прошедшие сквозь него, поглощаются внутри глаза и не выходят наружу. Хрусталик окаймлен цветной радужной оболочкой, определяющей цвет глаз. Зрачок глаза обладает способностью сужаться и расширяться в зависимости от интенсивности окружающего освещения.
Свет, отраженный от объекта, падает на хрусталик глаза, который, как положительная линза, строит на поверхности глазного дна уменьшенное перевернутое (обратное) изображение объекта. Поверхность глазного дна покрыта слоем светочувствительных клеток, каждая из которых способна ощущать свет. Каждая клетка передает в мозг сигнал об интенсивности принятого излучения, и так как на поверхности сетчатки содержится около миллиона таких клеток, мозг получает единое представление об изображении, построенном хрусталиком.
И глаз, и фотоаппарат обладают возможностью фокусировать изображения разно удаленных предметов на поверхности светочувствительного слоя. Глаз осуществляет это за счет изменения кривизны хрусталика, что изменяет его фокусное расстояние. В фотоаппарате это достигается также либо изменением фокусного расстояния объектива, либо изменением расстояния между объективом и светочувствительным слоем. Светочувствительный слой представляет собой желатиновую пленку, нанесенную на поверхность подложки (стекло, прозрачная гибкая пленка или бумага). В желатине размещается множество кристалликов галоидного серебра, каждый из которых способен в результате действия света превратиться в частицу черного, непрозрачного металлического серебра. Как уже упоминалось, глаз обладает способностью приспосабливаться (адаптироваться) к условиям освещения. При ярком освещении зрачок глаза непроизвольно сужается и уменьшает освещенность на сетчатке; в затемненном помещении зрачок расширяется настолько, чтобы пропустить количество света, необходимое для работы сетчатки. Пределы адаптации не безграничны (невозможно смотреть на солнце - зрительный аппарат выключается; невозможно также видеть в полной темноте - светочувствительность сетчатки недостаточна). Однако диапазон адаптации огромен - глаз способен работать при перепаде освещенностей в миллиард раз.
| Продолжение |