Разделы 
Дополнительно
Задача по физике - 2193
2017-01-28 
Большая картина фотографируется сначала целиком, а затем деталь картины фотографируется в натуральную величину. Как следует изменить выдержку при изменении масштаба?
Решение:
Для правильного воспроизведения полутонов при фотографировании на каждый кадр пленки должно попасть в среднем одно и то же количество световой энергии. Поэтому произведение освещенности изображения на пленке на время экспозиции должно быть неизменным. Выберем некоторый элемент $\Delta S$ фотографируемого полотна достаточно малый для того, чтобы при нахождении исходящего от него светового потока $\Delta \Phi$ этот элемент можно было считать точечным источником света. Тогда поток световой энергии от такого элемента, падающий на открытое диафрагмой отверстие объектива фотоаппарата, пропорционален площади этого элемента и телесному углу $\Gamma$, в котором он распространяется (рис.). Телесный угол $\Gamma$ измеряется отношением площади отверстия в объективе $\sigma$ к квадрату расстояния $d$ от объектива до фотографируемого полотна. Поэтому
$\Delta \Phi \sim \Gamma \Delta S = \frac{ \sigma}{d^{2}} \Delta S$.
Освещенность $E$ изображения (в пренебрежении потерями светового потока за счет отражения и поглощения света в стеклах объектива) равна отношению светового потока к площади на пленке $\Delta S^{ \prime}$, на которую он падает:
$E \sim \frac{ \Delta \Phi}{ \Delta S^{ \prime}} \sim \frac{ \sigma}{d^{2}} \frac{ \Delta S}{ \Delta S^{ \prime}} = \frac{ \sigma}{ d^{2}} \frac{d^{2}}{f^{2}} = \frac{ \sigma}{ f^{2}}$.
При фотографировании полотна общим планом величина $f$ практически равна фокусному расстоянию объектива $F$. При фотографировании деталей картины в натуральную величину пленка должна находиться на удвоенном фокусном расстоянии от объектива: $f = 2F$. Поэтому освещенность изображения на фотопленке уменьшится в четыре раза, если освещенность полотна и площадь отверстия диафрагмы $S$ остаются прежними. Следовательно, выдержку следует увеличить в 4 раза. Можно поступить иначе, увеличив вдвое отверстие диафрагмы.
Ответ: выдержку следует увеличить в 4 раза.
Большая картина фотографируется сначала целиком, а затем деталь картины фотографируется в натуральную величину. Как следует изменить выдержку при изменении масштаба?
Решение:
Для правильного воспроизведения полутонов при фотографировании на каждый кадр пленки должно попасть в среднем одно и то же количество световой энергии. Поэтому произведение освещенности изображения на пленке на время экспозиции должно быть неизменным. Выберем некоторый элемент $\Delta S$ фотографируемого полотна достаточно малый для того, чтобы при нахождении исходящего от него светового потока $\Delta \Phi$ этот элемент можно было считать точечным источником света. Тогда поток световой энергии от такого элемента, падающий на открытое диафрагмой отверстие объектива фотоаппарата, пропорционален площади этого элемента и телесному углу $\Gamma$, в котором он распространяется (рис.). Телесный угол $\Gamma$ измеряется отношением площади отверстия в объективе $\sigma$ к квадрату расстояния $d$ от объектива до фотографируемого полотна. Поэтому
$\Delta \Phi \sim \Gamma \Delta S = \frac{ \sigma}{d^{2}} \Delta S$.
Освещенность $E$ изображения (в пренебрежении потерями светового потока за счет отражения и поглощения света в стеклах объектива) равна отношению светового потока к площади на пленке $\Delta S^{ \prime}$, на которую он падает:
$E \sim \frac{ \Delta \Phi}{ \Delta S^{ \prime}} \sim \frac{ \sigma}{d^{2}} \frac{ \Delta S}{ \Delta S^{ \prime}} = \frac{ \sigma}{ d^{2}} \frac{d^{2}}{f^{2}} = \frac{ \sigma}{ f^{2}}$.
При фотографировании полотна общим планом величина $f$ практически равна фокусному расстоянию объектива $F$. При фотографировании деталей картины в натуральную величину пленка должна находиться на удвоенном фокусном расстоянии от объектива: $f = 2F$. Поэтому освещенность изображения на фотопленке уменьшится в четыре раза, если освещенность полотна и площадь отверстия диафрагмы $S$ остаются прежними. Следовательно, выдержку следует увеличить в 4 раза. Можно поступить иначе, увеличив вдвое отверстие диафрагмы.
Ответ: выдержку следует увеличить в 4 раза.
