Физика в примерах и задачах - Бутиков Е.И.
Скачать (прямая ссылка):
Еще необычнее случай, когда диафрагма помещается позади фокуса, ближе к фотопластинке (рис. 11.2в). Теперь, как ясно из этого рисунка, через отверстие диафрагмы проходят только те лучи, которые до линзы можно было считать вышедшими из действительного изображения отверстия диафрагмы, создаваемого объективом. Рассматривая на рисунке вырезаемые диафрагмой узкие пучки, выходящие из предметов А и В, можно убедиться, что размер изображения удаленного предмета А будет больше, чем размер близкого предмета В. Перспектива на снимке будет обращенной, т. е. предметы, находящиеся дальше, будут казаться расположенными ближе!
Итак, положение ограничивающей световые пучки диафрагмы решающим образом влияет на перспективу получающегося на снимке изображения. По мере передвижения диафрагмы от объектива к фотопластинке глубина перспективы постепенно убывает, исчезая совсем при совпадении отверстия диафрагмы о фокусом. Затем перспектива появляется вновь, но уже обращенная.
Подчеркнем во избежание недоразумений, что сделанные выше выводы о характере перспективы на фотоснимке справедливы только при наличии диафрагмы с малым отверстием. Если увеличить диаметр отверстия, то пучки станут широкими, и в плоскости фотопластинки мы не получим четкого изображения находящихся на разных расстояниях предметов. Что же касается изображений предметов, построенных по законам геометрической оптики
422
IX. ОПТИКА
(т. е. как точек пересечения соответствующих лучей), то их положение и размеры не зависят, разумеется, ни от диаметра отверстия в диафрагме, ни от ее расположения.
Из рис. 11.2в видно, что благодаря диафрагме в формировании изображения какой-либо точки предмета участвует только малая часть поверхности линзы. Для того чтобы на фотопластинке получились изображения крайних точек предмета, необходимо, чтобы соответствующие им световые пучки прошли через линзу. Изрисуика видно, что для этого размер линзы должен быть больше размера предмета. А
12. Выдержка при фотографировании. Для получения репродукции большое полотно фотографируется сначала целиком, т. е. общим планом, а затем при тех же условиях и тем же фотоаппаратом фотографируются отдельные детали в натуральную величину. Как следует изменить выдержку при изменении масштаба?
Д Для правильного воспроизведения полутонов при фотографировании для каждого сорта фотопленки требуется
Рис. 12.1. Попадающий на площадь AS' световой поток от элемента AS распространяется в телесном угле Q=a/d2
обеспечить определенную экспозицию. Другими словами, на каждый кадр фотопленки должно попасть в среднем одно и то же количество световой энергии. Поэтому произведение освещенности изображения на пленке на время экспозиции должно быть неизменным.
Исходя из этого условия, легко найти, как следует изменить выдержку при изменении масштаба. Выберем некоторый элемент фотографируемого полотна AS, настолько малый, чтобы при нахождении исходящего от него светового потока ДФ этот элемент можно было считать точечным источником света. Тогда поток световой энергии от такого элемента, падающий на открытое диафрагмой отверстие объектива фотоаппарата, пропорционален площади этого элемента AS и телесному углу Q, в котором он распространяется (рис. 12.1). Телесный угол Q измеряется отношением площади отверстия в объективе о к квадрату расстояния
12. ВЫДЕРЖКА ПРИ ФОТОГРАФИРОВАНИИ 423
от объектива до фотографируемого полотна d. Поэтому
ДФ~С2 AS = -~AS. (1)
Определенная часть этого светового потока попадает на площадь AS' фотопленки, занимаемую изображением элемента полотна AS. Остальная (как правило, небольшая) часть этого потока теряется из-за отражения и поглощения
Рис. 12.2. Отношение площадей AS и AS' равно квадрату отношения расстоянйй d
и/
света в стеклах объектива. Так как освещенность Е изображения равна отношению светового потока к площади, на которую он падает, то
ДФ a AS
AS'
AS' ’
(2)
Отношение площади предмета AS к площади его изображения AS' равно квадрату отношения расстояния d от предмета до объектива фотоаппарата к расстоянию f от объектива до изображения (рис. 12.2):
ASIAS^dVfK (3)
Подставляя это соотношение в (2), убеждаемся, что освещенность изображения на фотопленке пропорциональна площади отверстия объектива а и обратно пропорциональна квадрату расстояния от объектива до фотопленки:
?~0//2. (4)
При фотографировании полотна общим планом расстояние / практически равно фокусному расстоянию объектива F. При фотографировании деталей картины в натуральную величину пленка должна находиться на удвоенном фокусном расстоянии от объектива: f—2F. В результате, как видно из (4), освещенность изображения на фотопленке
уменьшится в четыре раза, если, конечно, при переходе к
фотографированию деталей освещенность полотна и площадь отверстия диафрагмы объектива о остаются прежними. Это означает, что выдержку нужно увеличить в четыре раза. Если же мы хотим выдержку оставить прежней, то, оче-
