Фотоаппарат проекционный аппарат конспект

Обновлено: 04.07.2024

Фотоаппарат. Проектор. Спектроскоп

Оптический прибор , предназначенный для получения фотографических снимков находящихся перед ним предметов, называют фотографическим аппаратом.

Он состоит из светопроницаемой камеры (К) с подвижной передней стенкой, в которой находится объектив (О).

При фотографировании предмета АВ сначала с помощью перемещения объектива на задней стенке аппарата получают резкое изображение предмета A 1 B 1 . Затем объектив закрывается и на задней стенке фотоаппарата помещается пластинка или пленка (П), покрытая светочувствительным слоем. Затем объектив открывается на определенное время, называемое выдержкой.

При этом на светочувствительном слое под действием света происходит химическая реакция и возникает скрытое изображение предмета .

После проявления и закрепления с помощью специальных составов изображение на пластинке или пленке становится видимым. На полученном изображении светлые места предметов оказываются темными, а темные — светлыми и прозрачными, поэтому такое изображение называют негативом. Для получения обыкновенного фотоснимка, который называют позитивом, на негатив накладывают светочувствительную бумагу и освещают его так, чтобы лучи попадали на бумагу сквозь негатив. Через некоторое время на бумаге возникают скрытое изображение предмета. После проявления и закрепления на ней получается уже обычная фотография предмета. С одного негатива можно получить много позитивов, т. е. фотоснимков.

Проекционные аппараты.

Для показа зрителям на экране увеличенного изображения рисунков, фотоснимков или чертежей применяют проекционный аппарат. Рисунок на стекле или на прозрачной пленке называют диапозитивом, а сам аппарат , предназначенный для показа таких рисунков, - диаскопом. Если аппарат предназначен для показа непрозрачных картин и чертежей , то его называют эпископом. Аппарат , предназначенный для обоих случаев называется эпидиаскопом.

Линзу , которая создает изображение находящегося перед ней предмета, называют объективом. Обычно объектив представляет собой оптическую систему, у которой устранены важнейшие недостатки, свойственные отдельным линзам. Чтобы изображение предмета на было хорошо видно зрителям, сам предмет должен быть ярко освещен.

Источник света S помещается в центре вогнутого зеркала (рефлектора) Р. свет идущий непосредственно от источника S и отраженный от рефлектора Р, попадает на конденсор К, который состоит из двух плосковыпуклых линз. Конденсор собирает эти световые лучи на объективе О, который уже направляет их на экран Э, где получается изображение диапозитива Д.

Сам диапозитив помещается между главным фокусом объектива и точкой, находящейся на расстоянии 2F от объектива. Резкость изображения на экране достигается перемещением объектива, которое часто называется наводкой на фокус.

Спектроскоп

Наиболее распространенный призматический спектроскоп состоит из двух труб, между которыми помещают трехгранную призму.

При исследовании спектра часто бывает целесообразней сфотографировать его , а затем изучать с помощью микроскопа.

Прибор для фотографирования спектров называется спектрографом.

Схема спектрографа показана на рисунке.

Спектр излучения с помощью линзы Л2 фокусируется на матовое стекло АВ, которое при фотографировании заменяют фотопластинкой.

? Фотоаппаратом называется устройство для получения оптических изображений различных объектов на светочувствительном слое фотопленки или матрицы.

Необходимо прежде всего отметить, что изображение образованы не линзой, а с помощью малого отверстия. Линза нужна для получения более качественного изображения. Поэтому особое внимание следует обратить на роль диафрагмы в фотоаппарате. Строение фотоаппарата подобна строения глаза. Роль роговицы и хрусталика здесь выполняет объектив, роль же сетчатки в пленочном фотоаппарате — светочувствительная пленка, а в цифровом — фотоэлемент.

Существенным отличием фотоаппарата от глаза способ наводки на резкость: для этого обычно изменяют расстояние от объектива до пленки (фотоэлемента). Однако в последнее время появились фотоаппараты, в которых можно плавно изменять также и фокусное расстояние объектива.

С помощью проекционных аппаратов на экране получают действительное увеличенное изображение рисунков, чертежей, фотографий и т.д..

Проектирование прозрачных объектов (диафильмов, диапозитивов) называется диапроекциею, непрозрачных объектов (рисунков, фотографий, чертежей) — епипроекциею.

Назначение диапроектора — создавать на экране увеличенное изображение прозрачных рисунков или фотографий, зафиксированных в кадре диафильма или диапозитиве.

Кинопроектор отличается от диапроектора тем, что в нем смена кадров происходит 24 раза за 1 с. С этой целью перед объективом ставят подвижную механическую заслонку (обтюратор), что перекрывает объектив в тот момент, когда кинопленка прокручивается на один кадр. Поскольку глаз эти прерывания не замечает, то мы видим непрерывное движение предметов на киноэкране.

Оптические приборы – устройства, в которых электромагнитное излучение преобразуется для нормального восприятия его человеческим глазом.

Угловое увеличение – отношение угла зрения при наблюдении предмета через оптический прибор к углу зрения при наблюдении простым глазом.

Угол зрения – угол, образованный прямыми, проведенными от краев предмета в оптический центр глаза.

Лупа – собирающая короткофокусная линза (или система линз), вставленная в оправу, позволяющая получить увеличенное изображение мелких предметов.

Микроскоп – увеличительный прибор для рассматривания предметов, неразличимых простым глазом.

Увеличение микроскопа – отношение угла зрения, при котором предмет виден при наблюдении через микроскоп, к углу зрения при наблюдении невооруженным глазом с расстояния наилучшего зрения

Телескоп (от греч. теле – вдаль и скопео – смотрю) – астрономический инструмент для наблюдения удаленных объектов путем сбора электромагнитного излучения.

Фотоаппарат (фотографический аппарат) – устройство для получения и фиксации неподвижных изображений материальных объектов при помощи электромагнитного излучения.

Дагертопия – ранний фотографический процесс, основанный на светочувствительности йодистого серебра.

Кинокамера – устройство, предназначенное для записи движущегося изображения на киноплёнку.

Кинопроектор (кинопроекционный аппарат) – аппарат, предназначенный для воспроизведения движущегося изображения и звука, записанных на киноплёнке.

Проектор – оптический прибор, предназначенный для создания действительного изображения плоского предмета небольшого размера на большом экране.

Диапроектор (слайд-проектор) – разновидность проекционного аппарата для демонстрации диапозитивов, и других прозрачных носителей неподвижного изображения.

Диапозитив – позитивное фотографическое изображение на прозрачном материале, предназначенное для демонстрации на экране с помощью проектора.

Оверхед-проектор (кодоскоп) – оптический прибор, предназначенный для проекции прозрачных оригиналов с изображением на большой экран.

Разрешающая способность оптических приборов – величина, характеризующая способность эти приборов давать раздельное изображение двух близких друг к другу объектов.

Список обязательной и дополнительной литературы:

Мякишев Г. Я., Буховцев Б.Б., Чаругин В.М.. Физика.11 класс. Учебник для общеобразовательных организаций М.: Просвещение, 2017. С. 172 -202.

Теоретический материал для самостоятельного изучения

Практическое применение электромагнитного излучения, разумное использование законов геометрической оптики привело человечество к изобретению оптических приборов, вооружающих глаз. Первым оптическим прибором были очки. Вслед за очками появилась лупа для рассмотрения мелких предметов. Люди стали получать изображения, используя систему нескольких линз и зеркал. Так стали получаться более сложные оптические приборы.

Оптические приборы разделены на две большие группы:1) визуальные приборы, которые действуют только совместно с человеческим органом зрения и не образуют изображений на экране. К ним относятся лупа, микроскоп, телескоп и др. 2) приборы, при помощи которых получают оптические изображения на экране. К этой группе относятся фотоаппараты, проекционные аппараты и др.

Принцип действия лупы основан на использовании свойства собирающей линзы создавать мнимое, прямое, увеличенное изображение.

Увеличение лупы Г равно:

где d₀ _- расстояния наилучшего зрения (около 25 см), равное расстоянию f от линзы до изображения; F – фокусное расстояние.

Расстояние d от предмета до линзы приблизительно равно фокусному расстоянию:

Наряду с увеличением размеров предмета, лупа дает угловое увеличение, что позволяет лучше рассмотреть предмет.

Оптические системы, как правило, состоят из набора линз или набора линз и зеркал, в которых последовательно получаются изображения предмета. Изображение, полученное в первой линзе, является предметом для второй линзы. Изображение, полученное во второй линзе, является предметом для третьей и т.д. Эта последовательность в получении изображения лежит в идее создания микроскопа и телескопа.

Полное увеличение микроскопа:

где Г_об - увеличение объектива;

Г_ок – увеличение окуляра.

Для нормального глаза при удалении от объекта на расстояние наилучшего видения минимальное разрешение составляет примерно 0,08 мм. Микроскоп дает возможность различать структуры с расстоянием между элементами до 0,20 мкм.

В 1609 г. Галилео Галилей, на основании дошедших до него сведений об изобретённой в Голландии подзорной трубе (автор Иоанн Липперсгей), строит свой первый телескоп, дающий приблизительно трехкратное увеличение. Вскоре учёный построил телескоп с увеличением в 32 раза и с помощью него были обнаружены горы, кратеры на Луне и пятна на Солнце; открыты четыре спутника Юпитера - Ио, Европа, Ганимед, Каллиосто; фазы Венеры; выяснилось, что Млечный путь состоит из множества звезд.

В середине XVII века изготовление телескопов стало обычным делом, но техника создания телескопов совершенствуется и по сей день.

Телескопы для наблюдений в световых лучах называют оптическими, а для приема радиоволн – радиотелескопами.

У всех телескопов принципиальная схема устройства одинакова: любой оптический телескоп состоит из окуляра и объекта, треноги или фундамента, на который устанавливается труба, монтировки с осями наведения на объект.

По своей оптической схеме телескопы делятся на: линзовые (рефракторы или диоптрические); зеркальные (рефлекторы или катаптрические); зеркально-линзовые (катадиоптрические).

Основными параметрами телескопа являются светосила, видимое увеличение и разрешающая способность.

Светосилу телескопа определяют диаметр объектива и его фокусное расстояние:

A – светосила телескопа;

d – диаметр объектива;

F – фокусное расстояние объектива.

W – увеличение телескопа;

F_об – фокусное расстояние объектива;

F_ок – фокусное расстояние окуляра.

Предельное разрешение (в секундах дуги) визуальных телескопов, рассчитанных на восприятие световых волн с длиной 550 нм (жёлто-зелёные лучи), которые наиболее эффективно воздействуют на человеческий глаз находится по формуле:

ϴ - минимальное угловое расстояние между двумя точками, которые можно четко различить в телескоп;

D – диаметр объектива (в мм).

Для получения значительного увеличения объективы в телескопах должны длиннофокусными (фокусное расстояние в несколько метров), а окуляры – короткофокусными (несколько миллиметров).

В больших телескопах в качестве объективов применяют не линзы, а сферические зеркала. Такие телескопы называют рефлекторами. Зеркала, в отличие от линз, не обладают хроматической аберрацией. Также чтобы уменьшить негативное влияние атмосферы на качество добываемой информации, телескопы устанавливают в высокогорных районах. Например, самым крупным телескопом в России считается Большой Телескоп Азимутальный Специальной астрофизической обсерватории РАН, установленный в горах Северного Кавказа.

Помимо наземных обсерваторий появились орбитальные обсерватории, которые значительно увеличивает возможности по работе в недоступном прежде угловом разрешении. Первым космическим телескопом является телескоп им. Эдвина Хаббла, созданный в США и запущенный в 1990 г. Благодаря отсутствию влияния атмосферы разрешающая способность телескопа в 7 – 10 раз больше, чем у аналогичных наземных телескопов.

С помощью современных телескопов учёные пытаются уточнить возраст Вселенной, объяснить механизмы и эволюцию звезд, галактик и планетных систем и т. д.

Визуально-оптическое наблюдение, проводимое человеческим глазом, не позволяет регистрировать изображение до последующего изучения или документирования результатов наблюдения. Для этих целей используют фотоаппараты, кинопроекционные аппараты, проекторы.

Большое значение имеют оптические измерительные приборы, в которых визирование (совмещение границ контролируемого размера предмета с визирной линией, перекрестием и т. п.) или определение размера осуществляется с помощью устройства с оптическим принципом действия

Разбор тренировочного задания.

1. Заполните пропуски в тексте:

Правильный вариант: большого; собрать; энергии; меньшие.

2. Объектив телескопа имеет фокусное расстояние 10 м, а окуляр 5 см. Определите увеличение, даваемое телескопом. Выберите неверные ответы.

Самым простым оптическим прибором считается лупа — короткофокусная двояковыпуклая линза или система линз, действующих как одна собирающая линза.

Чем больше изображение предмета, тем отчётливее мы его различаем. Лупа увеличивает видимые размеры предмета по сравнению с его действительными размерами, а значит, увеличивается и изображение предмета на сетчатке глаза.

Предмет размещают на расстоянии немного меньшем, чем фокусное расстояние. При этом изображение предмета получается прямым , увеличенным , мнимым . Лупу обычно размещают так, чтобы изображение предмета находилось на расстоянии наилучшего видения от глаза.

сферическое зеркало;
свет от источника;
конденсор — система плоско-выпуклых линз большого диаметра;
диапозитив — изображение кадра на плёнке;
объектив, куда передаётся изображение диапозитива;
экран, на который проецируется изображение.

Система линз в передней части называется объективом фотоаппарата \(2\). В плёночных фотоаппаратах корпус (\5\) изготавливали не пропускающим свет, чтобы сохранить светочувствительность плёнки. Во время съёмки предмета (\(1\)) объектив приоткрывают при помощи специального затвора (\(3\)), который пропускает свет к плёнке лишь в момент фотографирования.

Фотоаппарат даёт уменьшенное , обратное , действительное изображение, которое фиксируется на плёнке (\(4\)) или светочувствительном материале.

Читайте также: