小孔在光学中有什么作用?
世界上再也没有比一个小孔更简单的东西了。有人在形 容自己一无所有的时候常说:“我的口袋里除了一个洞以外,什 么也没有。”小孔真的没有什么用吗?如今我们且不说小孔的其他作 用,只讲一讲小孔在光学中的作用。 最为人所知的是小孔成像,在树阴底下,我们能看到太阳 的像,这是交织的树叶形成的小孔所为,这个问题不在这儿赘述。我们重点说说照相机上的小孔。在照相机镜头的前面有 一个“小孔”,叫做光圈,学名叫光阑。 你知道它的作用吗?照过相的同学都知道,要想照出高质量的照片,不会用光 圈是不行的。说简单了,光圈就是镜头前面的一个可以改变大 小的小孔。光圈除了控制进光量以外,更重要的是相片的景深。什么是景...全部
世界上再也没有比一个小孔更简单的东西了。有人在形 容自己一无所有的时候常说:“我的口袋里除了一个洞以外,什 么也没有。”小孔真的没有什么用吗?如今我们且不说小孔的其他作 用,只讲一讲小孔在光学中的作用。
最为人所知的是小孔成像,在树阴底下,我们能看到太阳 的像,这是交织的树叶形成的小孔所为,这个问题不在这儿赘述。我们重点说说照相机上的小孔。在照相机镜头的前面有 一个“小孔”,叫做光圈,学名叫光阑。
你知道它的作用吗?照过相的同学都知道,要想照出高质量的照片,不会用光 圈是不行的。说简单了,光圈就是镜头前面的一个可以改变大 小的小孔。光圈除了控制进光量以外,更重要的是相片的景深。什么是景深呢?理论上说,相机镜头的焦距只能对准一定的位置。
如果只 照清楚一个人的面孔,后面的东西就模糊不清了,我们说景深小;当你在一张照片上把远、近的景物都照清楚的时候,我们说照片的景深大。而控制景深的就是光圈的大小。为什么光圈小的时候,远近的景物就都能照清楚呢?这是 由于小孔对于进人镜头的光束的限制作用。
光学定律告诉我们,透镜在成像的时候,只有靠近光轴的光线才能精确地汇聚 在一点上(光轴是通过透镜光心的光线),而远离光轴的光线则 不能这样。在照相的时候,远离光轴的光线虽然可以增加亮度, 但在清晰度上,只能帮倒忙,使本应该汇聚在一点的光线形成 了一个光斑,这就是照片不清楚的原因。
如果光圈小一点,挡住了旁边的光线,虽然进来的光线少了一些,但是像清楚了。当然在调小光圈的时候还应该把感光 时间相应地加长。我们的眼睛里也有一个光圈,这就是瞳孔。许多人都知道 猫的瞳孔变化最明显。
中午太阳光强的时候,猫眼的瞳孔缩得很小。这是为了挡住过多的光线进人眼睛里。人的眼睛是一 种无可比拟的高级光学仪器,水晶体可以自动调节,看清远近的东西。但是患有近视的同学都有这种经验,当你看不清楚远处的 东西的时候,会自动地眯起眼睛,这时候就会看清楚一些。
这个方法不仅对近视眼的人有效,对老花眼的人同样有效。笔者 就是一个老花眼的人,对近处的东西看不清的时候也常用这种 方法来解决。实际上,这是在调整你眼睛的光圈(眼睛的瞳孔 不会自动这样做)。眯起眼睛就限制了旁轴光线的进入,在视 网膜上形成的像就清楚了。
由于光线进来的少了,所以患近视 眼的人喜欢在光线强的地方看书。无论是患近视还是远视甚至散光的人,都可以做一个用小 孔来增强视力的实验:在一张锡箔纸上用大号针扎上一些小眼, 直径1〜2毫米。开始用裸眼盯住一张有许多字的纸片,把纸片放在眼睛看不清的位置上,不要移动纸片和眼睛,再把有小 孔的锡箔纸放在眼睛和纸片之间,这时纸片上的字迹就清楚了,移开后纸上的字又看不清楚了。
这正说明了小孔增强视力的 作用。傻瓜相机照像不必调焦,除了它的镜头焦距短以外,还有 一个原因就是镜头光圈比较小,小光圈使它的景深加大,这也 是它不用调焦就可以照清楚远近不同的景物的另一个原因。收起