是否存在一种光学元件,使得远近物体同时清晰成像(为什么小孔成像不能用于摄像机 )

发布时间: 2021-10-17 07:03:14 来源: 励志妙语 栏目: 经典文章 点击: 97

照相机为什么用凸透镜?能不能用小孔成像???小孔成像物体发的光只能通过小孔射到下方成倒立的像,透光量小,成像很暗的。看不清。凸透...

是否存在一种光学元件,使得远近物体同时清晰成像(为什么小孔成像不能用于摄像机 )

照相机为什么用凸透镜?能不能用小孔成像???

小孔成像
物体发的光只能通过小孔射到下方成倒立的像,透光量小,成像很暗的。看不清。
凸透镜成像,物体发的光射到整个凸透镜上,都会被凸透镜汇聚于一点成实像。像很亮,很清晰。你拿个凸透镜用纸筒卷一下做小孔和凸透镜对比试验就知道了
d
你可以想像一下,照相机向前移动,为的是使镜头距离被摄对象更近,你拿一个相机做实验,距离被摄物体更近,物体在取景器中就变大了,可拍摄的范围就小了,这符合“从全身到半身”。然后如果你用变焦镜头,你把镜头焦距往前推,同样的,本摄物体继续变大,可拍摄范围继续变小,镜头向前移动,就相当于暗箱向后移动。
所以是d。

小孔成像原理

原理是:光在同种均匀介质中,在不受引力作用干扰的情况下沿直线传播。

孔成像,大约两千四五百年以前,我国的学者—-墨翟(墨子)和他的学生,做了世界上第一个小孔成倒像的实验,解释了小孔成倒像的原因,指出了光的直线进行的性质。

这是对光直线传播的第一次科学解释。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。

扩展资料:

性质应用

古代天文历法

光的直线传播性质,在我国古代天文历法中得到了广泛的应用。我们的祖先制造了圭表和日晷,测量日影的长短和方位,以确定时间、冬至点、夏至点;在天文仪器上安装窥管,以观察天象,测量恒星的位置。

此外,我国很早就利用光的这一性质,发明了皮影戏。汉初齐少翁用纸剪的人、物在白幕后表演,并且用光照射,人、物的影像就映在白幕上,幕外的人就可以看到影像的表演。皮影戏到宋代非 常盛行,后来传到了西方,引起了轰动。

照相机和摄影机

现在的一些照相机和摄影机就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,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、摄影机等则是把像通过一些感光元件存储在存储卡内)。

光的波动学说

对光的波动学说,比如杨氏干涉实验、双缝实验等光的干涉实验起到很关键性作用,小孔成像的原理和干涉实验的方法在现代物理学中仍然非常有用。 

参考资料:百度百科----小孔成像

原理: 光在同种均匀介质中,在不受引力作用干扰的情况下沿直线传播

太阳给人类以光和热,这是人类不可缺少的光源。但是由于地球的自转,形成了白昼和黑夜。每到晚上,黑暗就笼罩着大地。生活在远古的人类祖先,对黑夜是无能为力的。黑暗给人们以可怕、可恶的感觉。不知经历了多少个世纪,人类才发现火也能提供光和热。

开始是使用天然火,以后又发明了人工摩擦取火。人工摩擦取火的发明是人类历史的一个划时代进步,它“第一次使人支配了一种自然力,从而最终把人同动物界分开”。生活在五十万年以前的北京猿人就已经懂得使用天然火,大约在几万年前人类又学会了用钻木的方法人工取火。

火在长时期里一直是人们唯一可以利用的人造光源,后来人们创造了油灯、蜡烛,还是离不开火,一直到近代光源的发明才取代了火。

扩展资料

性质应用

光的直线传播性质,在我国古代天文历法中得到了广泛的应用。我们的祖先制造了圭表和日晷,测量日影的长短和方位,以确定时间、冬至点、夏至点;在天文仪器上安装窥管,以观察天象,测量恒星的位置。

参考资料来源:百度百科—小孔成像

  原理: 光在同种均匀介质中,在不受引力作用干扰的情况下沿直线传播。
  太阳给人类以光和热,这是人类不可缺少的光源。但是由于地球的自转,形成了白昼和黑夜。每到晚上,黑暗就笼罩着大地。生活在远古的人类祖先,对黑夜是无能为力的。黑暗给人们以可怕、可恶的感觉,直到今天黑暗仍为人们用来形容邪恶。不知经历了多少个世纪,人类才发现火也能提供光和热。开始是使用天然火,以后又发明了人工摩擦取火。人工摩擦取火的发明是人类历史的一个划时代进步,它“第一次使人支配了一种自然力,从而最终把人同动物界分开”。生活在五十万年以前的北京猿人就已经懂得使用天然火,大约在几万年前人类又学会了用钻木的方法人工取火。火在长时期里一直是人们唯一可以利用的人造光源,后来人们创造了油灯、蜡烛,还是离不开火,一直到近代光源的发明才取代了火。
  通过对光的长期观察,人们发现了沿着密林树叶间隙射到地面的光线形成射线状的光束,从小窗中进入屋里的日光也是这样。大量的观察事实,使人们认识到光是沿直线传播的。为了证明光的这一性质,大约二千四五百年前我国杰出的科学家墨翟和他的学生作了世界上第一个小孔成倒像的实验,解释了小孔成倒像的原理。虽然他讲的并不是成像而是成影,但是道理是一样的。
影、像、光斑是人们籍以说明光的直进性的重要事实。三者同出一源,经不同的控制,演化成不同的光学图景。

我们知道,光束在直进过程中若遇不透光遮蔽物,便形成影。影之可被观察,是借助于明暗对比。光斑的形成与影成一种置换对称。如图1,S为点光源。若S前方AB部分不透光,在其后因光不能到达而形成锥形暗区;若S前方仅AB为一透光的窗口,则其后将形成锥形亮区,用一足够大的光屏横截锥形区域,前者在屏上投下黑影,后者则形成光斑,有如照片、底片的颠倒黑白,影与光斑也恰好亮暗相反,两者的显现均有赖于局部与环境的明暗反差。

光束经反射或折射,只要仍保持为单心光束——发散光束或会聚光束,便可得到像。来自发光物体上各点的光束经光具作用,若成会聚光束,则会聚点即物点的实像;若经光具作用成发散光束,则光束反向延长后的交点即物点的虚像。对应于一定位置的物点,理想像的像点位置是唯一的,所有像点的集合构成发光物体的像。将屏置于会聚光束群的成像位置,可拉收到清晰的实像,像的形状取决于物体。而在光束群的其它位置,光屏上会有轮廓不明的图样,那是光斑,其形状取决于光束群的形状、边界及交叠情况。可见,从光斑到实像有一个质的突变。

现在我们来看小孔对光的控制作用。如图2,在暗室朝阳的竖直墙上开一矩形窗口,当太阳光射入窗口,相对的墙面上就出现一个矩形的亮区,形似窗口,这是我们司空见惯的情景。如若使窗口尺寸逐渐减小,墙上的亮区会随之边界模糊、失去棱角。当窗口极小而成其为方孔时,墙面上将出现一个圆形的亮块——与太阳成相似形,这便是小孔成像,与阳光透过浓荫在地面上撒下亮圆斑同出一辙。同一个太阳为什么引起形状迥异的图形呢?试设想太阳表面上一光点,从该点射到窗口的光进入暗室后,成一棱柱形光束,故在墙面上成一矩形光斑。从太阳表面各点发出的光经窗口进入暗室后,将各形成一棱柱形光束,并在墙上形成一矩形光斑。由于墙到窗口的距离与窗口尺寸的大小相比并不大,且太阳光几近平行光,这无数矩形光斑便非常靠拢地交叠重合,其结果是一个与窗口形状相似的亮斑。然而,当阳光经过小孔时,上述太阳上各点发出的光经小孔进入暗室后所成的棱柱形光束极其细小,在墙上引起极小的矩形斑点,这些小亮斑虽互有重叠,但已有足够的区分度,它们各各对应于太阳上的每一点,总体效果是勾勒出太阳的形状。可见小孔成“像”者,实质上是物体各点发出的光经小孔筛滤为极细光束后投在屏上所成小光斑的集合,其形状取决于发光的物体。借助于暗背景,我们看到了清晰的与物体形似的“光图”、其位置可以是小孔后相当一段距离范围。

根据光斑与影的对称关系,若物体发出的光部分地被遮挡后通过小孔,则借助于明暗对比,屏上将出现局部暗区,形成一种“影像”。其实,这还是小光斑的集合所勾勒出的物体发光部分的图样。

综上所述,物体各点发出的光经小孔作用,只是被改变了可以抵达光屏的光束的边界轮廓,而不具备构成像的条件——单心光束。像点唯一,物、像点等光程等,故小孔成“像”仅取其与原物相象之义,实质上是一光斑。

小孔成像证明光是直线传播的.

用一个带有小孔的板遮挡在屏幕与物之间,屏幕上就会形成物的倒像,我们把这样的现象叫小孔成像。前后移动中间的板,像的大小也会随之发生变化。这种现象反映了光沿直线传播的性质。


还有,只能小孔,不能大孔,why?请看下面:

小孔成像,是每一束光线通过小孔只能投在光屏的一个点上,所以能呈出清晰的实像。要是孔大了,一点光源就会分散地投在光屏上,得到的像不清晰,而不是不能呈像。

小孔成像问题 求助挺急的?

说明小孔成像的原理,为什么相同高度的物体,距离小孔近,成像较大,距离小孔远,成像较小,平行线成像为什么会相交?
恐成像是根据光的。直线传播原理获得的那么小孔所成的像是实像。
你分别画两张图。你在图中画一个小孔。然后呢,画一个等高的物体
再画两个物体,这两个物体距离小孔的距离一个长一个短。
下面呢,根据小孔成像的原理跑把两个物体关于小孔所成的像画出来,所成的实像的距离与孔的距离相等,也就是说你所做的小孔成像的这个小仪器的光屏离小孔的距离是相同的。
画好以后现在看两光屏所成的像大小是否相等。但是两个相的大小是不等的,因为物体距离小孔的距离不同,造成所成的像的大小也不同。距离小孔越近成的像越大。
至于你说的最后一个问题,平行光射入小孔成的像为什么会相交?这个有问题有问题,因为平行光经过小孔以后只能穿过小孔的那束光能通过其他光都不能通过。所以既然是平行光,就没有相交的可能。

这个实验至少向我们提出了三个问题:小孔成的像为什么是倒立的?像的大小和哪些因素有关?像的清晰程度和哪些因素有关?

为了说明这些问题,我们把蜡烛的火焰看成是由许多小发光点组成的,每个发光点都向四面八方发射着光。总会有一小束光,笔直地穿过小孔,在白纸上形成一个小光斑。烛焰上的每一个发光点都会在白纸上形成一个对应的光斑,全部光斑在白纸上就组成了一个烛焰的像。

从图中可以看出,烛焰上部发的光沿直线通过小孔,照在白纸的下部;烛焰下部发出的光,通过小孔,照在白纸的上部,所以在白纸上形成一个倒立的像。这正好说明了光是直线传播的。

当孔比较小的时候,物的不同部分发出的光线会到达屏幕的不同的部分,而不会在屏幕上相互重叠,所以屏幕上的像就会比较清晰。如图所示(点击图可以放大),由于孔比较小,物的A处发出的光线就不会到达屏幕的C处,只有物的B处发出的光线才会到达屏幕的C处,屏幕上的C处的光线只来自物的B处,所以C处的像就会比较清晰。

当孔比较大的时候,物的不同部分发出的光线会在屏幕上重叠,屏幕上的像自然也就不清晰了。如图所示(点击图可以放大),如果孔相当大,那么物的A处发出的光线会到达屏幕的C处,而且B处的光线也会到达屏幕的C处,这样光线就会发生重叠,光信息就会发生混乱,也就无法成像。我们在面对物的一张白纸上之所以看不到像,不是因为白纸上没有来自于物的光线,而是因为来自于物的不同部分的光线在白纸上重叠了。

当然孔的大小是相对于物的大小来说的,如物很大,那么就是孔也比较大,也还是可以成像的。如果我们要成太阳的像,那么就是用足球场那么大的孔也可以,只是孔越小,成的像的分辨率越高。不过,如果孔太小,通过的光线就会少,像的亮度也会降低。而且孔太小还会发生衍射等反应,这也会对成像有影响。

所以,比孔小的物体或物体上的比孔小的部分是无法被成像的。

如右图所示,红线或蓝线都代表着来自被成像物的光线。这些光线在屏幕上形成光点a和光点b。a点只会接收cd这个范围内来的光线,而且其强度是这个范围内的光线强度的平均(因为cd这个范围内的任意一点的光线都会到达a);b点只会接收ef这个范围内来的光线,而且其强度是这个范围内的光线强度的平均(因为ef这个范围内的任意一点的光线都会到达b)。所以,大孔是用cd这么大的区域来“扫描”物体以成像的,小孔是用ef这么大的区域来“扫描”物物体以成像的。由于cd要远大于ef,所以小孔成像的分辨率会比较低。显然,如果孔的大小不变,像距(像到小孔的距离)不变而物距增加,那么成像的分辨率就会下降,相反则分辨率上升。如果孔的大小不变,物距不变而像距增加,那么成像分辨率也会上升,相反则分辨率下降。如果像距与物距不变,孔的大小增加,那么成像的分辨率就会下降,相反则分辨率上升。即小孔成像的分辨率——像的清晰度——与像距成正比,与物距及孔的大小成反比。所以,当屏幕距离小孔十分近的时候,我们看到的是一个光斑,就是因为分辨率太低的结果。

你创新班的吧
你特么是三亚学院的吧

首先要说的是小孔成像的原理:

即,光线沿直线传播。

物体的同一部位受到光的照射,发出的光会超各个部分散射,当孔很大的时候,光线会在孔后面叠加,就看不清成的像了。当孔比较小时,各个部位的光线直线通过小孔后仍沿直线传播。但是不会叠加(被小孔挡住的光线不会继续传播),当物体距离小孔比较近时,物体与小孔的夹角变大,光线传播后对顶角相等,所以物体成的像比较大。反之,当物体距离小孔比较远时,物体与小孔的夹角变小,穿过小孔之后的夹角不变,所以物体成的像比较小。

这两个前提是后面接受成像的距离不变,如果接受成像的距离不等,就失去了比较的意义。

为什么有的人说照相机是小孔成像,有的人说是凸透镜成像??

谢不邀,以上几个回答我认为都没说到这个问题的本质上。事实上,应该是这样理解的:

(1)三维空间中的物体到相机像平面的投影关系叫做成像模型,理想的投影成像模型是光学中的中心投影,也称为针孔模型或小孔成像模型。之所以说理想模型,是因为实际相机中都存在透镜,透镜会产生图像畸变,镜头失真,所以单纯的小孔成像模型并不是很严谨。那不禁要问,为什么还要用小孔成像模型作为相机模型呢?下面我们来回答

(2)小孔成像由于透光量小,因此针孔相机要很长的曝光时间,并且得到的图像不清晰,为解决这个问题,实际摄像系统通常是由透镜组组成的,但是但是由于小孔成像和凸透镜成像具有相同的成像几何关系,即像点是物点和光心的连线与成像平面的交点(下图可以看出来),因此仍然可以用小孔成像模型作为相机成像模型。事实上这也是图像处理领域和计算机视觉领域常用的基本的相机成像理论模型之一,是程序猿和攻城狮们的老朋友了!

所以,我们讲照相机是小孔成像是有道理的,是凸透镜成像也是有依据的!都没有错!只是看你实际应用时候适合选用哪种模型能够解决你的实际问题!(记住看下图,能帮助你理解哦)

PS:如果我的回答对你有所帮助,请点个赞,以示鼓励,礼尚往来!

凸透镜成像原理图

小孔成像原理图

相机成像示意图(把透镜去掉就是小孔成像)

小孔成像的相机是原理性的教具,现在没人用的,
现在的相机,准确点讲是等效凸透镜组成像,
镜头里最小都要有三个透镜,典型的是三个独立的叫三片三组,通常是两片凸的在两头,一片凹的在中间,就有6个曲面参数加上材料折射率,才勉强够用来矫正7种初级像差。高级一点的都会用到4片三组以上的设计的。在焦距的角度看等效于一个凸透镜。
应该是凸透镜成像,照相机原理是焦距大于物距,一倍焦距大于像距小于二倍焦距 。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。
小孔成像的相机也是有的,那是玩家的玩物,不能实用的东西。

现在的数码相机都是凸透镜成像

因为当物体的两条边缘光线过镜头(凸透镜)的光心时,传播方向不变,在胶卷(光屏)上呈到立的像,与小孔成像类似。

   不过你还是选凸透镜成像比较保险

照相机为什么能使不同远近的物体同时清晰成像?

小光圈(比如5.6-22)全景深;要使不同远近的物体同时清晰成像就得使用小光圈;主要是景深的问题;
透镜的成像原理。
聚焦,还有焦距的问题
本文标题: 是否存在一种光学元件,使得远近物体同时清晰成像(为什么小孔成像不能用于摄像机 )
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