Юный техник 1973-05, страница 56

Рассмотренные случаи с линзой позволяют определить коэффициент преломления жидкости в кювете. Действительно, измерив F стеклянной линзы в воздухе, помещают ее в плоскопараллельную кювету с жидкостью, коэффициент преломления которой требуется определить. Затем измеряют F₂ для получившейся системы. Легко видеть,

что, написав выражение соответственно для и —, можно вычис-

г г₂

лить коэффициент преломления жидкости, налитой в кювету. Понятно, что все наши рассуждения касались тонких линз, толщина которых мала по сравнению с их фокусным расстоянием, и ее молено было не учитывать.

В фотоаппарате лучи света, преломляясь в линзе объектива, дают изображение предмета на фотопленке. Посмотрите на объектив. Первое, что обращает на себя внимание, — это цифры на торце оправы объектива: 3,5, 4, 5,6, 11, 16. Они обозначают «диафрагму»—указывают, какую часть фокусного расстояния объектива составляет диаметр диафрагмы. Если фокусное расстояние объектива 40 мм, а диафрагма поставлена на цифру 8, то в этом положении диаметр диафрагмы составляет '/₈ часть от 40 мм — 5 мм. Фотолюбители знают, что чем меньше диаметр диафрагмы, тем большую глубину резкости имеет фотография. Почему? Решим задачу, и станет понятной причина этой связи.

Матовое стекло фотоаппарата установлено так, что резким получается изображение предмета, находящегося на расстоянии 5 м. До какого диаметра d нужно задиафрагмировать объектив с фокусным расстоянием 20 см, чтобы не была заметной нерезкость в изображении предметов, находящихся на расстоянии 0,5 м ближе снимаемого. Нерезкость считать незаметной, если размытость деталей не превышает 0,1 мм.

На рисунке 4 цифрой 1 обозначен предмет, находящийся на расстоянии а перед объективом. Его изображение 1' получается между фокусом F и двойным фокусом 2F на расстоянии Ь за объективом. Предмет 2, расположенный на 0,5 м ближе к объективу, имеет резкое изображение в 2' за экраном, но тоже между F и 2F. На экране же от предмета 2 создается размытое изображение, определяемое сечением конуса с вершиной в 2'. Согласно условию задачи диаметр этого сечения не должен быть более 0,1 мм.

1 1 1

Воспользуемся формулой линзы — + ~~ = для двух случаев:

a b г

когда а — 5 м и когда а=4,5 м. Для первого случая получим ъ =20,83 см, для второго й=20,93 см. Обозначив диаметр диафрагмы

через d и используя подобие треугольников, получаем =

0,01

"(20 93 — 20 83) ' ^{откуда ь=2}'⁰⁹3 см. Искомая диафрагма должна

быть не более 2 см. Это получается из соотношения: чем меньше d, тем меньше нерезкость в изображении предмета.

Значение диафрагмы можно проверить и без фотоаппарата. Посмотрите в книгу с расстояния 6—8 см. Буквы расплываются, видны плохо, нерезко. А теперь посмотрите с того же расстояния, но через отверстие, проколотое булавкой в листе бумаги. Буквы стали четкими, ясными. Попробуйте увеличить диаметр отверстия, и вы заметите, как с увеличением диаметра диафрагмы резкость ухудшается.