Относительное отверстие объектива — отношение диаметра его входного зрачка к фокусному расстоянию, записывается в виде 1:К, где К — диафрагменное число, показывающее, во сколько раз фокусное расстояние объектива больше диаметра его входного зрачка. Это число, называемое диафрагменным числом, наносится на шкалу диафрагм объектива. Чем больше величина относительного отверстия, тем выше освещённость оптического изображения, даваемого объективом, т. е. тем больше светосила объектива.
Разрешающаясила (способность) Л' выражается максимальным числом линий (штрихов), приходящихся на 1 мм в оптическом изображении специальной испытательной таблицы (миры). Чем выше разрешающая способность объектива, тем большее число мелких деталей изображается объективом раздельно.
Все съёмочные объективы имеют диафрагму — механическое устройство, служащее для изменения их относительного отверстия. Диафрагма помещается обычно между линзами объектива и содержит несколько серповидных лепестков, которые образуют, перекрывая друг друга, примерно круглое отверстие. Диаметр отверстия изменяется в соответствии с установленным по шкале значением диафрагмы К. Лепестки соединены с поворотным кольцом, смонтированным на оправе объектива. На кольце имеется индекс, смещающийся при повороте кольца относительно шкалы, деления которой рассчитаны так, что при повороте кольца на одно деление освещённость оптического изображения, образуемого объективом, изменяется в два раза. Процесс изменения относительного отверстия объектива называется диафрагмированном. При уменьшении относительного отверстия (увеличении К) наряду с понижением освещённости оптического изображения увеличивается глубина резко изображаемого пространства.
Объективы, предназначенные для зеркальных фотоаппаратов, стали делать с так называемой «прыгающей» диафрагмой. У таких объективов значение диафрагмы устанавливается заранее, но световое отверстие объектива остаётся при этом полностью открытым. Это позволяет фокусировать объектив и устанавливать границы изображения снимаемых предметов при полностью открытой диафрагме, т. е. при наибольшей его освещённости. При нажатии на спусковую кнопку затвора фотоаппарата непосредственно перед его срабатыванием механизм прыгающей диафрагмы изменяет световое отверстие (обычно скачкообразно под действием ранее взведённой пружины), после чего срабатывает фотозатвор и затем диафрагма снова полностью открывается (немедленно или в процессе перемотки фотоплёнки и взвода затвора).
Киноаппарат
Онпредставляет собой проекционную систему того же типа с тем усложнением, что демонстрируемые картины очень быстро сменяют одна другую.
При проектирование получается обычно сильно увеличенное изображение. Например, при проектировании кадра кинокартины размером 18х24 мм на экран с размерами 3,6 х 4,8 м линейное увеличение равно 200, а площадь изображения превышает площадь кадра в 40 000 раз.
Чтобы освещённость объекта была высокой и равномерной, важную роль играет правильный подбор конденсора. Казалось бы, что задачей конденсора является максимально сконцентрировать свет на изображаемом объекте. Однако, это совершенно неверно. Попытки "концентрации" света на объекте приводят обычно к тому, что конденсор даёт на нём сильно уменьшенное изображение источника. Если последний не очень велик, то объект будет освещён неравномерно. При этом часть светового потока пойдёт мимо проекционного объектива, т.е. не будет участвовать в образовании изображения на экране. Правильный выбор конденсора даёт возможность избежать всех недостатков. Конденсор устанавливается таким образом, чтобы он давал изображение небольшого источника С`C` на самом объективе L. Размеры конденсора выбираются с таким расчётом, чтобы весь диапозитив S был равномерно освещён. Лучи, проходящие через любую точку диапозитива, должны затем пройти через изображение источника света С`C`. Следовательно, они попадут в объектив, и по выходе из него образуют на экране изображение этой точки диапозитива.
Таким образом, объектив даст на экране изображение всего диапозитива, которое будет правильно передавать распределение светлого и тёмного на диапозитиве.
Для демонстрации на экране непрозрачных предметов, например, чертежей и рисунков, выполненных на бумаге, их сильно освещают сбоку с помощью ламп и зеркал и проектируют с помощью светосильного объектива.
Часто применяют приборы, имеющие двойную систему для проектирования прозрачных и непрозрачных предметов. Такие приборы называются эпидиаскопами.
Практическое значение оптики и её влияние на другие отрасли знания исключительно велики. Изобретение телескопа и спектроскопа открыло перед человеком удивительнейший и богатейший мир явлений, происходящих в необъятной Вселенной. Изобретение микроскопа произвело революцию в биологии. Фотография помогла и продолжает помогать чуть ли не всем отраслям науки. Одним из важнейших элементов научной аппаратуры является линза. Без неё не было бы микроскопа, телескопа, спектроскопа, фотоаппарата, кино, телевидения и т.п. не было бы очков, и многие люди, которым перевалило за 50 лет, были бы лишены возможности читать и выполнять многие работы, связанные со зрением.
Область явлений, изучаемая физической оптикой, весьма обширна. Оптические явления теснейшим образом связаны с явлениями, изучаемыми в других разделах физики, а оптические методы исследования относятся к наиболее тонким и точным. Поэтому неудивительно, что оптике на протяжении длительного времени принадлежала ведущая роль в очень многих фундаментальных исследованиях и развитии основных физических воззрений. Достаточно сказать, что обе основные физические теории прошлого столетия - теория относительности и теория квантов - зародились и в значительной степени развились на почве оптических исследований. Изобретение лазеров открыло новые широчайшие возможности не только в оптике, но и в её приложениях в различных отраслях науки и техники.
1. Арцыбашев С.А. Физика - М.: Медгиз, 1950. - 511с.
2. Жданов Л.С. Жданов Г.Л. Физика для средних учебных заведений - М.: Наука, 1981. - 560с.
3. Ландсберг Г.С. Оптика - М.: Наука, 1976. - 928с.
4. Ландсберг Г.С. Элементарный учебник физики. - М.: Наука, 1986. - Т.3. - 656с.
5. Прохоров А.М. Большая советская энциклопедия. - М.: Советская энциклопедия, 1974. - Т.18. - 632с.
6. Сивухин Д.В. Общий курс физики: Оптика - М.: Наука, 1980. - 751с.