techstop-ekb-ru, Екатеринбург, Россия

Попытка разобраться в оптике и суть линзы.

Эксперименты с телескопом навели на изучение работы линзы, как основной рабочей части для приборов изучения неба, фотоаппаратов, и микроскопов ... Прежде, чем продолжить это исследование уясним для себя главный вопрос : почему изображение фото / видео техники отличается от изображения глаза ? ... Следует учесть два основных момента :

Разрешающая способность глаза.

- Разрешающая способность человеческого глаза, в техническом измерении / мегапиксель : 75 МП - 200 МП vokrugsveta.ru/quiz/962/ ... Разрешающая способность видео / фото техники до 100 раз меньше, примеры :
- простой смартфон, камера 2 МП / $40 ...
- USB PC Web-Camera 3 МП / $4 ; черно / белая, с программным усилением до 30 МП ...
- iPhone 6, камера 8 МП / $300 ...
- смартфон Oppo Find 7, камера 13 МП / $430 ; программная аппроксимация 4 из 10 лучших кадров в один - 50 МП / мегапиксельный фото / кадр ...
- смартфон 8848 Phones, камера 30 МП / $2880 ...
- фотоаппарат Canon 5Dsr , камера 50 МП / $3590...

Может показаться удивительным, как дешманская китайская цифровая фото / видео камера за 4 бакса обещает такие фантастические результаты ... Епт ... Ты, где, Хулия ? Во мху я ... Везде на нас давят бренды и маркетинг ... Думаете, если вы оденете ботинки 75 размера - вы будете бегать в 7 с половиной раз быстрее ? ... Счас ... А, вот, в 2 раза медленнее - это точно ... Именно об этом : ... разница в количестве мегапикселей чувствуется не так сильно, как того можно было ожидать ... но, выражается в подтормаживании компьютера ... предупреждает нас автор странички radojuva.com/2016/03/enigma-encounters-megapixels/ ... Программное увеличение выходного изображения не имеет никакого отношения к приемной фото / матрице ...

Фото / матрица - это сложнейшее оптическое цифровое устройство, механически ограниченное технологическими особенностями производства по размерам и количеству фото / элементов, трехматричностью / трехмерностью, уровнем цифрового шума и многими другими важными параметрами светопередачи и АЦП преобразования, что в конечном итоге определяет - будет ли изображение непосредственно или программно / обработанным ...

Второй момент - это беспристрастие цифровой камеры, то есть она усиливает все поступившие лучи и даже те, которые не видны человеческому глазу ... Эта особенность затрудняет достоверный выбор экспозиции и требует нескольких тестовых / пробных снимков для получения оптимального результата, а также - подразумевает использование специализированных свето / фильтров ...

Так становится понятна важность, не только фото / матрицы, но и работы самих первоисточников сбора и преломления света - линз, и то, как они влияют на весь процесс получения визуального образа ...

Конечно, наиболее интересующий всех вопрос - можно ли и как изготовить линзу в домашних условиях ? ... Специалисты и знатоки говорят, что - нет ... Проще использовать готовую от старой оптической техники ... И, это - в нашу то эпоху развития науки и техники ? Как же это было возможно еще в 16 веке ? Пока нет ответа на этот вопрос - пора перейти к изучению работы линзы по преломлению света ...

Как работает линза ?

Вогнутые линзы - рассеивающие линзы ... Вогнутые линзы рассеивают проходящий, через них, свет ... Вогнутые линзы уменьшают просматриваемый текст ... Вогнутые линзы применяются для коррекции близорукости ...

Выпуклые линзы - концентрирующие линзы ... Выпуклые линзы сужают проходящий, через них, свет, до точки в которой линза его фокусирует ... Выпуклые линзы увеличивают просматриваемый текст ... Выпуклые линзы применяются для коррекции дальнозоркости ...

Свет, пройдя через линзу - переворачивается, что можно увидеть на его отражении, на светонепроницаемой поверхности ... Глаз человека, а именно хрусталик - также переворачивает свет при его отражении на сетчатке глаза, обработкой и управлением правильностью движений человека - занимается его мозг ...

Вогнутая или выпуклая - это базовые формы линз, но они могут быть комбинированы с прямой стороной или противоположной кривизной ...
- Собирательные линзы : двояковыпуклая, плоско-выпуклая, вогнуто-выпуклая / положительный мениск / линза в середине толще, чем по краям ...
- Рассеивающие линзы : двояковогнутая, плоско-вогнутая, выпукло-вогнутая / отрицательный мениск / линза в середине тоньше, чем по краям ...

Почему линза преломляет свет ?

Если объяснить это просто - потому, что часть света отразится, а часть пройдет внутрь линзы ... Это легко понять на примере воды и двух камней : легкого и тяжелого ...
- Бросив легкий камень под углом в воду - он не утонет, а - отразится / отскочит от воды примерно под тем же углом, под каким он входил в воду ...
- Бросив тяжелый камень под углом в воду - он начнет тонуть, но перед тем - имея запас потенциальной энергии и встретив некоторое сопротивление среды / воды - немного изменит угол направления продолжения своего движения, но уже внутри воды ...

Этот эффект физики назвали отражение и преломление на границе раздела двух сред ... А, что касается движение света внутри линзы - его дальнейшее движение зависит от показателя преломления / сопротивления / вещества, из которого сделана линза, и от радиусов кривизны ее преломляющих поверхностей ... Вот так, без единой формулы можно объяснить работу линзы - но посчитать ее работу без формул - не получится ... И, здесь, уже - не обойтись без мало-мальского онлайн калькулятора линз ...

А, если учесть, что свет - это одна из форм электромагнитной энергии / излучения, то ситуация становится еще более запутанной, так как к касательной геометрии добавляются условия и особенности прохождения электро / магнитных волн и осознать всю сложность сущности всех процессов становится вообще нереально ... Я имею ввиду простого / обычного человека, а не ученого ...

Различие работы линз.

Фокусное расстояние - расстояние от центра линзы до точки, где лучи собираются в одну точку / фокус ... Расстояние от линзы до фокуса называют f / заднее фокусное расстояние ... Фокусное расстояние не влияет на качество картинки ... Фокусное расстояние определяет перспективу просмотра и отношение к диагонали кадра :
- короткофокусные : фокус меньше диагонали кадра, широкоугольный объектив, угол обзора более 90 градусов, вмещают много зрительной информации с хорошей глубиной резкости ...
- нормальные : фокус примерно равен диагонали кадра, естественное восприятие человеком ...
- длиннофокусные : фокус больше диагонали кадра, узкоугольный объектив, угол обзора менее 8 градусов, телеобъектив, панорамный обзор, увеличение с размытием окружающей резкости ...

Увеличение телескопа рассчитывается как его фокусное расстояние разделенное на фокусное расстояние окуляра.

Увеличение микроскопа определяется как произведение увеличения объектива на увеличение окуляра.

Относительное отверстие - мера пропускания света, это отношение диаметра объектива к его фокусному расстоянию. Т.е., телескоп с диаметром 200 мм и фокусным расстоянием 1200 мм имеет относительное отверстие равное 1/6, а телескоп с объективом 100 мм и фокусом 1000 мм - 1/10 ... Однако, большее влияние на светопропускание играет апертура ...

Апертура : отверстие ; в оптике - сила потока света / светочувствительность и противостояние дифракционному искажению изображений ... В телескопах - диаметр зеркала ... Большой интерес могут представлять апертурные крышки / некий прообраз диафрагмы фотоаппарата, который может использоваться двояко : и для снижения сильной яркости отраженного света объекта, и для противодействия искажению изображения ...

Примерно принятые примеры использования телескопа по относительному отверстию / светосиле :
- f/3-5 = дальний космос ...
- f/5-10 = средние объекты космоса ...
- f/10-20 = крупные объекты космоса ...

Диафрагменное число - значение знаменателя текущего относительного отверстия объектива. Определяется отношением входного зрачка к заднему фокусному расстоянию f / D ...

Выходной зрачок - это диаметр изображения, которое формируется окуляром. Чем больше выходной зрачок, тем ярче изображение. Выходной зрачок рассчитывается путем деления диаметра объектива на увеличение.

Сопоставление увеличения телескопа и выходного зрачка для обзора небесных светил :
Максимальное / 2D / окуляр 6.00мм / выходной зрачок 0.5мм = Луна, Марс, Солнце ...
Разрешающее / 1.4D / окуляр 8.57мм / выходной зрачок 0.7мм = Луна, Солнце, планеты ...
Большое / 1D / окуляр 12.00мм / выходной зрачок 1мм = Луна, Солнце, спутники планет ...
Проницающее / 0.7D / окуляр / 17.14мм / выходной зрачок 1.4мм = мелкие галактики, планетарные туманности и звездные скопления ...
Среднее / 0.5D / окуляр 24.00мм / выходной зрачок 2мм = яркие галактики, туманности
Умеренное / 0.3D / окуляр 36.00мм / выходной зрачок 3мм = каталог Мессье : список астрономических объектов, неподвижных туманностей и звёздных скоплений, которые можно спутать с кометами ...
Равнозрачковое / 0.16D / окуляр 72.00мм / выходной зрачок 5-7 мм = поисковый окуляр, большие туманности ...
В темноте зрачок глаза 6-8 мм и использование параметра выходного зрачка более этого значения нецелесообразно, так как свет / изображение будет идти мимо глаза ...

Кратность увеличения = F/f, где F - фокусное расстояние объектива, f - фокусное расстояние окуляра. Фокусное расстояние телескопа (F) - мы изменить не можем, но имея сменные окуляры с разным фокусным расстоянием (f), мы можем менять кратность увеличения телескопа.

Линейное увеличение – это отношение линейного размера изображения к соответствующему размеру предмета в направлении перпендикулярно оптической оси ... Наряду с линейным увеличением в оптике также рассматривают угловое и продольное увеличение ... Решение задач с подзорной трубой показывает, во сколько раз подзорная труба уменьшает линейное расстояние между двумя почти параллельными лучами, во столько же раз она увеличивает угол между этими лучами. А, углового разрешения телескопа начинает определять его дифракционный предел ... Дифракция, проявляющая себя, как отклонение от законов геометрической оптики при распространении волн и неразрывно связанная с интерференцией, созданием нереальных размытых картинок изображения - становятся указателем предела разрешающей способности любого оптического прибора ... Дифракционный предел, минимальное значение пятна рассеяния, λ / D, то есть длина электромагнитной волны в вакууме / апертура, входное отверстие оптического прибора, в сочетании с угловым увеличением становятся определяющим фактором способности настройки резкости изображения в оптическом приборе ...

Ошеломляющий поток бесполезных, до этого времени, сведений начинает прояснять суть работы телескопа, а может быть и устройства всего мироздания ... Сложнейшее хитросплетение различных наук, объединенных трубкой и парой / тройкой линз требует глубокого и тщательного понимания взаимодействия отдельных оптических компонентов, собранных в единую конструкцию, которое приходит и со знаниями, и с опытом реальной работы с телескопом ... Приобретенные сведения позволяют заранее просчитать нужную конструкцию телескопа в зависимости от предполагаемых наблюдений звездного неба в поисках новых и незнакомых ощущений, единства с природой и безграничности вселенной ...

15:35 24.05.2018

Поделиться ссылкой :
Отзыв / Диалог : Страница сайта на Facebook Страница сайта на Instagram Страница сайта в Twitter Страница сайта в VK

Интересы : Автомобили Программы Диагностика Тюнинг Статьи Погода Досуг Компьютер Радио ...
И еще много разной информации : Фильмы Музыка Игры Трекер / Tracker Трекер / Торрент Пир, Сид / Torrent

Работа : авто / перевозки, контейнерные грузоперевозки.

Диагностика : автомобилей и грузовиков для друзей / питик (500) / Екатеринбург, Космонавтов / Артинская .

Быстрый поиск по сайту :


Главная / разделы сайта


© techstop-ekb.ru / Екатеринбург / 2018