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光学小实验—傻瓜相机的秘密

来源:奥数网 文章作者:沈宁华 2009-10-23 11:08:48

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  用普通相机照像时,要前后调整镜头和底片之间的距离。如果忘了调焦距、光圈,照出来的照片肯定是模糊不清的。而傻瓜相机在照像的时候,镜头不必前后移动,只要取好景,按下快门就行,像片总是很清楚。这是什么原因呢?

  其实,这里面没有什么了不起的秘密,通过以下的观察和实验就可以揭示。

  我们都知道,照相机利用凸透镜成像的原理。老花镜是一个凸透镜。在一间光线较暗的屋子里,用老花镜对准射入窗内的一束阳光,镜后面用一张白纸前后移动去寻找一个最亮的点,这就是透镜的焦点。如果是100度的花镜,焦点距花镜的距离就是1米。记住焦点的位置,将白纸从焦点的位置向后移动,你能我到一个清晰的倒立的像。这就是照像的原理,白纸相当于照相机中的底片。

  把白纸固定,在窗外找两个不同的目标,一个近一些,一个远一些。你会发现,必须移动花镜,在纸上才能形成清晰的物像,这就是在照不同距离物体的时候必需调整镜头位置的原因。

  在调整透镜和白纸距离的时候,你会总结出规律:很远的物体成的像靠近焦点,当物体由远向近处移动的时候,它的像则从焦点向后移动。精确的实验告诉我们:当景物位于透镜2倍焦距以外,成像的位置一定限制在焦点和2倍焦距之间。所以照像时,景物一定要位于透镜的2倍焦点之外,像的位置就限制在透镜焦点后面一个焦距那么长的范围内。

  如果你有条件换一个凸一点的,也就是焦距小的透镜再做同样的实验。你会发现,此时在白纸上成像的时候,对于远近不同的景物,透镜来回移动的距离要小许多。透镜的焦距越短,照像时调整起来就越容易。由此你能不能想出傻瓜相机不用调焦的原理呢?

  傻瓜相机的“核心机密”是镜头的焦距较小,也就是透镜比较凸,焦点和2倍焦点之间的距离很小。这样距镜头一定远的物体无须调整,都可以在底片上成清晰的像。当然,这只是一个基本原理,傻瓜相机在镜头设计上还有许多独到之处。用傻瓜相机一般是照不出高质量的像片的,尤其是对很近的和很远的景物都无能为力,把傻瓜相机的作品进行放大的时候,这个缺点就会暴露得很明显,所以摄影记者一般不使用傻瓜相机。