小孔成像

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  • 2021-12-13
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        用一个带有小孔的板遮挡在墙体与物之间,墙体上就会形成物的倒影,我们把这样的现象叫小孔成像。前后移动中间的板,墙体上像的大小也会随之发生变化,这种现象说明了光沿直线传播的性质。

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        在照相机被发明之前,人们就已经开始利用“小孔成像”原理制造各类光学成像装置,这种装置被称为“Camera obscura(暗箱)”。19世纪上半叶,人们终于找到了固定保存暗箱中投影面上光学图像的方法与介质,照相机工业由此发展,因此Camera obscura被认为是照相机的祖先;而“Camera”则成了照相机的英文名称。

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        1839 年法国画家达盖尔根据小孔成像的原理发明了被称为“西洋镜”的世界第一台照相机。不过当时的相机令现代人无法想象,暗箱大得像个小房子,拍摄时间至少三十分钟,以至于不得不将被摄的人头部固定在事先预制好的卡箍里,而且得到的只是一张笨重的铜版正像。当时有报社记者评述:“就像在马路上拿着一面镜子,周围的景物极细地反映出来,然后把镜子带回家。”

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        现代照相机和摄影机也是利用了小孔成像的原理——镜头是小孔(大多数安装凸透镜以保证光线成像距离),景物通过小孔进入暗室,影像被一些特殊的化学物质(如显影剂等)留在胶片上。数码相机、摄影机等则是将影像通过感光元件转换为数字信号(数码格式)存储在存储卡内。

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        其实,人类的视觉系统也是小孔成像的原理。只不过视觉系统的复杂度是相机系统的成千上万倍。

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        本篇主要简单讲述成像基本原理,有助于理解后面要介绍的光圈、快门、感光度




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