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你要是用过照相机,就会发现相机镜头框和光圈环上刻有光圈数,而且光圈数是一组很不整齐的数值:1.4、2、2.8、4、5.6、8、11、16、22……
调整光圈环,可以选择不同的光圈数,从而选择镜头里面的光阑孔径(光圈),以控制进入镜头的光的能量。你会发现,光圈数大时,光圈小,如右图所示。
仔细分析一下光圈数,你还会发现它们之间有这样的规律:
相邻两个数字都有约为、根号下2倍的关系,如:
1.4×、根号下2≈2,2×、根号下2≈2.8,等。

为什么要这样安排光圈数呢?
原来,光圈数是镜头焦距与光圈直径的比值。如光圈数是2,说明镜头焦距与光圈直径的比值是2,也就是说,光圈直径是焦距的1/2;如光圈数是2.8,说明镜头焦距是光圈直径的2.8倍。
依此类推,光圈直径是镜头焦距的光圈数分之一。
由于单位时间内进入镜头的光的能量与光圈面积成正比,即与光圈直径平方成正比。相邻光圈数是、根号下2倍的关系,其光圈直径也是、根号下2倍的关系,所以光圈面积则是2倍关系,这样,单位时间内进入镜头的光的能量就是2倍关系了。
我们知道,照相时要求底片曝光正常,就要使底片得到一定的光能量:而被拍摄景物的亮度既千差万别、千变万化,要使曝光正常,就要根据景物亮度的不同来控制进入镜头的光能量。
控制进入镜头的光能量通常靠调节光圈和快门速度完成.前面说过,光圈大小可以控制单位时间进入镜头的光的能量,快门速度可以控制光进入镜头的时间。
现代的照相机,很多是用电子装置自动控制曝光量的。它们再不用标出光圈数和快门速度,使用时也不必去调光圈和快门,方便了很多。
对于照相机来说,光圈的调节我们不需要掌握,不过一些简单的物距像距调节还是要掌握的。
例1 用照相机给全班同学拍集体照,发现有些人没有进入画面,应采取的措施是将照相机离人______些,将镜头与底片的距离调______。
解析:当物体位于凸透镜2f以外时,在透镜另侧光屏上可得到倒立缩小实像,人们根据这一原理做成照相机。拍摄时有人没进入画面,说明此时物的像大于画面,应使像变小,需将照相机远离被照人,增大物距。随物距增加,像距应减小,同时像也减小,这样同样大小的底片就可以容纳更多的人像。
答案:使相机离人远些,镜头离底片近些。
点拨:成实像时,物距越小,像距越大,像越大。
例2用变焦头照相机(焦距可调节变化),在同一位置拍摄同一人的清晰的照片,拍头像特写时比拍全身照时照相机的焦距____________。
解析:首先应清楚题目所给的已知,由实际应用找出对应的物理模型。“在同一位置拍摄同一人的照片”是说明物距相同,特写和全身照指的是像的情况,“拍头像特写”比“拍全身照”时照相机成的像要大些。本题中虽然物距相同,但由于焦距不同,造成物体和焦点到透镜的相对距离不同。例如焦距大时与焦距小时相比,虽然物距相同,但焦距越大,物距相对于焦距的比例越小,根据“物近像远大”的规律,因而像相对较大。因此物距远近,实质是相对于焦距而言的。拍特写时,成的像比全身照大,说明“物近”,即相对于焦距的比例比拍全身照时小。实际物距相同,所以拍特写时相机的焦距大。
答案:大。
点拨:凸透镜成实像时,像距变化对于像的大小的变化,是我们解答这类问题的关键。
调整光圈环,可以选择不同的光圈数,从而选择镜头里面的光阑孔径(光圈),以控制进入镜头的光的能量。你会发现,光圈数大时,光圈小,如右图所示。
仔细分析一下光圈数,你还会发现它们之间有这样的规律:
相邻两个数字都有约为、根号下2倍的关系,如:
1.4×、根号下2≈2,2×、根号下2≈2.8,等。

为什么要这样安排光圈数呢?
原来,光圈数是镜头焦距与光圈直径的比值。如光圈数是2,说明镜头焦距与光圈直径的比值是2,也就是说,光圈直径是焦距的1/2;如光圈数是2.8,说明镜头焦距是光圈直径的2.8倍。
依此类推,光圈直径是镜头焦距的光圈数分之一。
由于单位时间内进入镜头的光的能量与光圈面积成正比,即与光圈直径平方成正比。相邻光圈数是、根号下2倍的关系,其光圈直径也是、根号下2倍的关系,所以光圈面积则是2倍关系,这样,单位时间内进入镜头的光的能量就是2倍关系了。
我们知道,照相时要求底片曝光正常,就要使底片得到一定的光能量:而被拍摄景物的亮度既千差万别、千变万化,要使曝光正常,就要根据景物亮度的不同来控制进入镜头的光能量。
控制进入镜头的光能量通常靠调节光圈和快门速度完成.前面说过,光圈大小可以控制单位时间进入镜头的光的能量,快门速度可以控制光进入镜头的时间。
现代的照相机,很多是用电子装置自动控制曝光量的。它们再不用标出光圈数和快门速度,使用时也不必去调光圈和快门,方便了很多。
对于照相机来说,光圈的调节我们不需要掌握,不过一些简单的物距像距调节还是要掌握的。
例1 用照相机给全班同学拍集体照,发现有些人没有进入画面,应采取的措施是将照相机离人______些,将镜头与底片的距离调______。
解析:当物体位于凸透镜2f以外时,在透镜另侧光屏上可得到倒立缩小实像,人们根据这一原理做成照相机。拍摄时有人没进入画面,说明此时物的像大于画面,应使像变小,需将照相机远离被照人,增大物距。随物距增加,像距应减小,同时像也减小,这样同样大小的底片就可以容纳更多的人像。
答案:使相机离人远些,镜头离底片近些。
点拨:成实像时,物距越小,像距越大,像越大。
例2用变焦头照相机(焦距可调节变化),在同一位置拍摄同一人的清晰的照片,拍头像特写时比拍全身照时照相机的焦距____________。
解析:首先应清楚题目所给的已知,由实际应用找出对应的物理模型。“在同一位置拍摄同一人的照片”是说明物距相同,特写和全身照指的是像的情况,“拍头像特写”比“拍全身照”时照相机成的像要大些。本题中虽然物距相同,但由于焦距不同,造成物体和焦点到透镜的相对距离不同。例如焦距大时与焦距小时相比,虽然物距相同,但焦距越大,物距相对于焦距的比例越小,根据“物近像远大”的规律,因而像相对较大。因此物距远近,实质是相对于焦距而言的。拍特写时,成的像比全身照大,说明“物近”,即相对于焦距的比例比拍全身照时小。实际物距相同,所以拍特写时相机的焦距大。
答案:大。
点拨:凸透镜成实像时,像距变化对于像的大小的变化,是我们解答这类问题的关键。