Фотоаппарат и глаз устроены по общему принципу: собирающая оптическая система создаёт на светочувствительной поверхности действительное, перевёрнутое и уменьшенное изображение. Ход лучей определяют по правилам построения изображений в линзах.
Фотоаппарат
Основные части фотоаппарата:
- объектив — система собирающих линз, которая создаёт изображение;
- диафрагма — отверстие переменного диаметра, регулирующее световой поток;
- затвор — устройство, определяющее время поступления света;
- матрица или фотоплёнка — светочувствительная поверхность, на которой регистрируется изображение.
Удалённый предмет находится далеко за двойным фокусом объектива, поэтому его изображение получается действительным, перевёрнутым и уменьшенным. Оно расположено близко к фокальной плоскости объектива.
Чтобы изображение было резким, плоскость матрицы должна совпадать с плоскостью изображения. Фокусировка выполняется перемещением объектива или отдельных линз внутри него.
Глаз
Основные элементы оптической системы глаза:
- роговица и хрусталик преломляют свет;
- зрачок пропускает свет, а радужная оболочка изменяет его диаметр;
- сетчатка воспринимает сформированное изображение и преобразует действие света в нервные сигналы.
Роговица вместе с хрусталиком действует как собирающая оптическая система. На сетчатке возникает действительное, перевёрнутое и уменьшенное изображение предмета. Мозг обрабатывает сигналы от сетчатки, поэтому человек воспринимает окружающие предметы в привычной ориентации.
Аккомодация
Расстояние от хрусталика до сетчатки практически неизменно. Для резкого изображения предметов на разных расстояниях глаз меняет кривизну хрусталика, а значит, его фокусное расстояние и оптическую силу.
Аккомодация — способность глаза приспосабливаться к чёткому видению предметов на разных расстояниях за счёт изменения кривизны хрусталика.
Сходство и различия
| Фотоаппарат | Глаз |
|---|---|
| Объектив создаёт изображение | Роговица и хрусталик создают изображение |
| Диафрагма регулирует световой поток | Зрачок и радужная оболочка регулируют световой поток |
| Матрица или плёнка регистрирует изображение | Сетчатка воспринимает изображение |
| Резкость настраивается перемещением линз | Резкость настраивается изменением кривизны хрусталика |
Не путать
- Зрачок — это отверстие в радужной оболочке, а не линза глаза.
- Сетчатка играет роль светочувствительной поверхности, а не экрана, на который смотрит человек.
- Перевёрнутым является оптическое изображение на матрице или сетчатке; его дальнейшая регистрация или восприятие происходят отдельно.
Коротко
Фотоаппарат создаёт изображение объективом и регистрирует его матрицей или плёнкой. Глаз преломляет свет роговицей и хрусталиком и формирует изображение на сетчатке. В обоих случаях изображение действительное, перевёрнутое и уменьшенное; различается прежде всего способ фокусировки.