Dos artículos breves sobre física de segundo grado.
Presentación de la cámara
El principio de funcionamiento de la cámara es utilizar el principio de imágenes ópticas para representar el objeto en el material fotosensible a través del sistema fotográfico. lente. A continuación se presentarán brevemente los principios de las imágenes ópticas fotográficas: la comprensión humana de la naturaleza de la luz, la propagación de la luz y los principios de las imágenes con lentes.
La comprensión de la naturaleza de la luz por parte de la humanidad ha pasado por un proceso largo y tortuoso. A lo largo del siglo XVIII, la teoría del flujo de partículas de la luz siguió siendo dominante en la óptica. Generalmente se cree que la luz está compuesta de pequeñas partículas que se emiten desde una fuente puntual y se irradian en línea recta en todas direcciones. A principios del siglo XIX, el trabajo de Young y Fresnel se desarrolló gradualmente hasta convertirse en el sistema óptico ondulatorio actual. La comprensión actual de la naturaleza de la luz es que la luz, como los objetos reales, es una sustancia que tiene propiedades tanto de onda como de partícula (cuánticas), pero en su conjunto no es ni una onda ni una partícula, ni una mezcla. de los dos.
Básicamente, no existe diferencia entre la luz y las ondas de radio ordinarias. La luz, como las ondas electromagnéticas, es una onda transversal, es decir, la dirección de vibración de la onda es perpendicular a la dirección de propagación. El cuerpo luminoso es la fuente de ondas electromagnéticas. Las ondas electromagnéticas emitidas por el cuerpo luminoso se propagan al espacio circundante, de forma similar a las ondas generadas por las ondas de agua. La distancia entre dos puntos de máxima o mínima intensidad se llama longitud de onda, representada por λ. El tiempo que tarda una longitud de onda en propagarse se llama período, representado por t. El período es el tiempo que tarda una partícula en completar una vibración. El número de vibraciones en 1 segundo se llama frecuencia, representada por ν. La distancia que recorre una vibración en 1 segundo se llama velocidad, representada por "V". Existe la siguiente relación entre longitud de onda, frecuencia, período y velocidad:
v=λ/T, ν=1/T, v=λν
Se puede observar que la longitud de onda de la luz está relacionada con Inversamente proporcional a la frecuencia. De hecho, las ondas luminosas sólo representan una pequeña parte de toda la banda de ondas electromagnéticas. El ojo humano puede sentir ondas electromagnéticas con longitudes de onda entre 400 y 700 nm. Esta onda electromagnética se llama luz visible. Más allá de este rango, el ojo humano no puede detectarlo. Las diferentes longitudes de onda de la luz visible producen diferentes percepciones de color en nuestros ojos. Según la longitud de onda de larga a corta, los colores de la luz son rojo, naranja, amarillo, verde, cian, azul y violeta. La velocidad de propagación de ondas electromagnéticas con diferentes longitudes de onda en el vacío es exactamente la misma, con un valor de c = 300000 km/s.
A continuación se presentan varias leyes básicas de la óptica geométrica: la ley de propagación de la luz:
(1) La ley de propagación lineal de la luz en un medio uniforme, la luz se propaga a lo largo de una línea recta. línea, es decir, luz. En un medio homogéneo es una línea recta. El fenómeno de la propagación lineal de la luz se puede observar en cualquier momento y en cualquier lugar de la vida diaria, como objetos que se convierten en sombras después de ser iluminados por la luz, imágenes estenopeicas, etc. La propagación lineal de la luz conduce al concepto de luz.
(2) La ley de la propagación independiente de la luz La propagación de la luz es independiente. Cuando diferentes rayos de luz pasan a través de un determinado punto del medio desde diferentes direcciones, no se afectan entre sí. Cuando dos rayos de luz convergen en un determinado punto del espacio, su efecto es una simple superposición. Esta característica de la luz permite que la luz de varios puntos del sujeto entre en la lente de la cámara sin afectarse entre sí, formando una imagen en la superficie de imagen.
(3) La ley de la reflexión de la luz Cuando la luz se propaga a la interfaz de dos medios diferentes, cambiará la dirección de propagación y reflejará la luz. La ley de la reflexión de la luz establece: ① Las normales de la luz incidente, la luz reflejada y el punto de proyección de la luz en la interfaz están en el mismo plano, y la luz incidente y la luz reflejada están ubicadas a ambos lados de la normal.
②El ángulo de disparo y el ángulo de reflexión son iguales. El ángulo entre la luz incidente y la línea normal n se registra como el ángulo de incidencia, representado por I; el ángulo entre la luz reflejada y la línea normal n se registra como el ángulo de reflexión, representado por α. Entonces i=α. La reflexión de la luz también es reversible. Si la luz incide en una interfaz contra la luz reflejada original, se reflejará contra la luz incidente original. Dependiendo de la interfaz, la reflexión se puede dividir en reflexión direccional y reflexión difusa. Cuando la luz incide sobre un espejo plano brillante desde una dirección, todos los puntos incidentes caen en el mismo plano y todas las reflexiones tienen lugar en la misma dirección, lo que se denomina reflexión direccional. Cuando la luz se proyecta desde una dirección sobre una superficie rugosa (como una superficie de vidrio esmerilado), dado que se puede considerar que la superficie rugosa consta de muchas facetas con diferentes ángulos, la luz se refleja desde diferentes direcciones, lo que se denomina reflexión difusa. Pero cabe señalar que en el fenómeno de la reflexión difusa, cada rayo sigue obedeciendo la ley de la reflexión.
El reflejo de la luz juega un papel muy importante en la fotografía. Por ejemplo, una persona no emite luz, pero cuando la luz incide sobre una persona desde todos los ángulos, puede reflejarse desde todos los ángulos. A menudo utilizamos luz reflejada para tomar fotografías, que consiste en seguir la ley de reflexión de la luz.