Объектив фикс что это: Философия использования фикс объективов. Часть 2. | Сайт профессионального фотографа в Киеве

Содержание

Философия использования фикс объективов. Часть 2. | Сайт профессионального фотографа в Киеве

Эта статья является продолжением этого материала. Объективы с постоянным фокусным расстоянием обладают рядом неоспоримых преимуществ. Это, в первую очередь, лучшее качество изображения, включающее в себя: повышенную резкость на всех значениях диафрагм, лучший контраст, более детальную проработку полутонов и т.д. Также такие объективы компактней, легче и значительно дешевле, чем качественные зумы.

Ещё один момент, о котором я не писал раньше: фиксы в разы лучше в плане попадания пыли в фотоаппарат. Любой зум, даже с внешне неподвижной конструкцией, засасывает пыль внутрь, которая оседает на матрице и влияет со временем на качество изображения. Кстати, вот статья о чистке матрицы.

Казалось бы, покупая фикс, вы получаете лучший результат за меньшие деньги. В чём ещё можно сомневаться? Но у фиксов есть главный недостаток — меньшая функциональность и ограничения в сфере применения. Далее я пройдусь по недостаткам фикс объективов из своего любимого набора для свадебной съёмки.

14мм vs 16-35мм

Сверхширокоугольные зумы в большинстве случаев используются в самом широком положении. То же касается и нашумевшего Никон 12-24. Учитывая стоимость хороших зумов, куда практичней купить Самьянг 14мм. Тем более, что он значительно резче по всему полю на всех значениях диафрагм, чем Canon 16-35 f2.8L II. К тому же, 14мм всё-таки шире, чем 16мм, что делает его ещё интереснее.

Доводы «против» фикса

Есть ситуации, когда нужно быстро сменить угол съёмки. К примеру, в ЗАГСе нет времени менять 14мм на 35мм и обратно. А красивые кадры с огромным охватом широкоугольника там бывают очень уместны. Плюс к этому, ручная фокусировка Самьянга иногда доставляет проблемы. На него несложно фокусироваться, но если вы где-то ошибётесь и забудете про это, вы испортите важные кадры, которые потом уже не сможете повторить. В плане репортажной съёмки это довольно специфический объектив.

35мм vs 24-70мм

Фокусное расстояние в 35мм, это по сути усреднённое значение между 24мм и 70мм. В большинстве ситуаций, на 35мм можно снять всё, что можно снять на 24-70мм. Кроме этого, объектив Canon 35mm f2 IS USM значительно легче, компактней и обладает рабочей f2. В то время, как у 24-70 на f2.8 нормально снимать только портреты. Пейзажи на широком конце и f2.8 на нём не поснимаешь. Я не говорю о второй версии, стоимость которой себя не оправдывает.

Доводы «против» фикса

35-миллимитровый объектив отлично заменяет 24-70 на репортажах. Особенно, если репортаж на весь день и не хочется таскаться с тяжелейшим объективом. Хотя при той же съёмке в ЗАГСе или венчания в церкви, 24-70 намного удобней и позволяет получить больше разноплановых кадров. За пару секунд вы можете получить общее фото всего помещения, портретные фото молодожёнов и фото колец крупным планом. Но и это не всё.

Я использую 24-70 также для предметной и макросъёмки. На закрытых диафрагмах этот объектив очень резкий, кроме того он изначально имеет небольшую минимальную дистанцию фокусировки. А с макрокольцами и вовсе творит чудеса. Конечно, для предметки есть специализированные фиксы. Но мои задачи 24-70 выполняет на «ура».

Замечательный объектив Canon 24-70 f2.8L — это зум, от которого я не могу отказаться. Круг задач, которые он может выполнять, очень обширен. Он с некоторыми оговорками заменяет 4 фикс объектива: широкоугольник, стандартный объектив, портретник и объектив для предметной съёмки.

85мм vs 70-200мм

Владельцы 70-200, коим я раньше также являлся, чаще всего используют этот объектив на средних диафрагмах около 135мм. Что приводит к логичному выводу, почему бы не заменить его на Canon 135 f2L? Некоторые так и делают. Меняя 70-200 на телефикс, нужно отдавать себе отчёт, что вы больше снимаете — репортаж или постановочные портреты. Для репортажа фикс 135мм — может быть удобен в определённых условиях. А для портретов я лично предпочитаю 85мм, о чём писал тут.

Доводы «против» фикса

Постоянное фокусное 85мм или 135мм или 200мм неудобно (чем длиннее, тем неудобней), если вам нужно снимать репортаж. Где особенно нужен 70-200, так это на съёмках разного рода конференций и других официальных мероприятий с большим количеством людей. Как правило, там ваши перемещения ограничены, но есть необходимость выхватывать лица крупным планом. В этой же мере это относиться и к съёмке концертов. На концертах возможности для передвижения фотографа очень ограничены. Зум-телевик обязателен и для съёмки спортивных состязаний. Итак, если вы часто фотографируете различные мероприятия с большим количеством людей на открытом пространстве или в больших помещениях, то 70-200 это ваш выбор.

Ещё несколько деталей

По части фокусировки — преимуществ нет ни у зумов, ни у фиксов. Если вы покупаете хороший родной USM объектив от Canon, можете не сомневаться, он будет отлично фокусироваться. Остальное зависит от вашей тушки и прямоты рук.

Ещё одно спорное преимущество профессиональных зум объективов — они

убедительно выглядят. Особенно, если объектив большой, белый и длинный. Для кого-то это важно. Мне важны качество избражения и удобство использования, поэтому их габариты и вес я считаю недостатками. Да и внимание к вашей технике иногда может бывать неприятным, ненужным, а то и опасным.

Статьи по теме:

P.S. Практически все статьи, которые я пишу на этом сайте, рассчитаны на людей с некоторым опытом в фотографии. Но недавно я решил написать статью для новичков. Вот она по ссылке: Как научиться фотографировать и выбрать фотоаппарат для новичка?

8 причин использовать фиксы — Photar.ru

При выборе объектива для камеры, у вас есть два основных варианта: оптика с фиксированным фокусным расстоянием или зум-объектив.

Фикс предлагает только одно фокусное расстояние, например, 50mm, в то время как зум-объектив охватывает диапазон, например, 24-70mm.

И хотя может показаться, что выбор зума – это более практичное решение, так как он предлагает хорошую гибкость за сравнительно такую же цену, на самом деле есть куча причин, чтобы выбрать фикс.

1 Больше света

Большим преимуществом объектива с фиксированным фокусным расстоянием является то, что он даёт возможность получить больше света, потому что имеет более широкие максимальные апертуры. Проще говоря, диафрагма в объективе может открыться шире и пропустить больше света в камеру. Так что, если вы снимаете в условиях низкой освещенности, фикс-объектив сможет помочь получить более качественные снимки на высокой скорости затвора при минимальном ISO.

2 Малая глубина резкости

Широко открытая диафрагма может помочь не только пропустить больше света, но и сильнее размыть фон, что очень хорошо для портретов. Меньшая глубина резко изображаемого пространства красиво отделяет объект съёмки от заднего плана. Если вы хотите получить кадры, где фон сильно размыт, фикс-объектив поможет вам достичь этого эффекта.

3 Более четкие изображения

Также важно отметить то, что фиксы создают более чёткое и резкое изображение, чем зум-объективы. С точки зрения оптической конструкции они более совершенны. Когда в пределах одного устройства можно не сосредотачиваться на универсальности, а все усилия приложить к улучшению качества.

Ещё одним преимуществом фиксов является сохранение резкости даже при открытой диафрагме. Многие объективы при широко открытой диафрагме начинают терять резкость и создавать мягкую картинку. Зумы более интенсивно теряют резкость. Таким образом, фиксы позволяют получить более резкое изображение при интенсивном размытии фона.

4 Повышение качества изображения

Кроме резкости в фиксах хорошо контролируются хроматические аберрации и искажения, потому что, опять-таки, производителям линз нужно контролировать все эти параметры только на одном фокусном расстоянии. Таким образом, вы получаете действительно хорошее качество от этих удобных маленьких объективов.

5 Диапазон цен

Оптика с фиксированным фокусным расстоянием продаётся в широком диапазоне цен.

Например, 50mm F/1.8 от Canon стоит примерно в десять раз меньше, чем 50mm F/1.2 того же производителя.

Таким образом, вы можете выбирать объектив стоимостью, приемлемой для вас. Нужно ли переплачивать за более дорогой объектив мы обсуждали в статье «Стоит ли покупать дорогие объективы».

В общем, если для вас важно качество, а не универсальность, если вы уже знаете какое фокусное расстояние подходит вам для постоянной работы, вам стоит выбирать фикс.

6 Меньшие и легче

Объективы с фиксированным фокусным расстоянием в целом меньше и легче, чем зумы. Для многих важен вес и размер оптики. Особенно для тех, кто снимает в поездках и путешествиях. Самыми маленькими объективами являются «блинчики» Они, как правило, в длину меньше, чем в диаметре. Они разработаны специально для того, чтобы быть очень маленького размера.

7 Легче привыкать к фокусному расстоянию

Светосильные объективы имеют только одно фокусное расстояние.

Вы не можете изменить его, в отличие от зум-объективов. Использование фиксов – это очень эффективный способ научиться работать с определённым фокусным расстоянием и чувствовать его. Вы научитесь видеть сцену и сразу представлять, как она будет выглядеть при использовании того или иного объектива.

Если вы часто используете 50mm, вы начинаете видеть мир в 50mm. Вы будете знать, как все будет выглядеть при использовании этого объектива, что будет в кадре, а чего не будет. Это весело! Фикс поможет вам развить память фокусного расстояния, что позволит меньше думать и больше действовать. У вас уменьшится количество неудачных «пристрелочных» кадров. Вы просто будете работать.

8 Движение

Другой особенностью фикса является то, что он заставит вас двигаться. Если вы захотите снять крупный план, вам придётся подойти ближе. Вы не сможете воспользоваться зумом. Подойти ближе – это действительно хороший способ получить интересные композиции. Зум-объектив может выработать у вас плохую привычку стоять на месте.

Ещё больше интересных статей: Facebook, Вконтакте и Telegram

comments powered by HyperComments

Что такое фикс объектив | Блог про фотосъемку

Что такое фикс объектив? Ответ на этот вопрос рано или поздно приходится искать многим фотолюбителям.

Опытные фотографы со стажем прекрасно знают что это такое и в чем различие между фикс объективами и зум объективами.

Однако, наша небольшая статья именно для начинающих фотографов. Поэтому постараемся коротко и понятно объяснить что это за вид объективов.

Зачем нужен фикс объектив

Фикс объектив — это объектив у которого не меняется фокусное расстояние. То есть зум (приближение и отдаление объектов) отсутствует как таковой.

В фикс объективе можно менять только размер открытия диафрагмы и переключать фокусировку с автоматической на ручную.

В продвинутых моделях также присутствует шкала расстояний.

Объективы делятся на два типа:

  • зум объективы
  • фикс объективы

Почему фикс объективы так популярны, если зуммирование приходится делать ногами? Это ведь неудобно. Главное преимущество таких линз в том, что они более светосильные и снимают намного резче. Советскую оптику не берем во внимание.

Хорошая светосила таких объективов позволяет фотографировать в условиях с недостаточной освещенностью и с наименьшим уровнем шумов, по сравнению с зум объективами. По настоящему качественные фотографии проще сделать используя фикс объектив.

Фикс объективы делятся на:

  • широкоугольные (14мм, 17мм, 24мм, 35мм)
  • нормальные (50 мм)
  • телеобъективы (85мм, 135мм, 200мм)

Выше приведены самые популярные фокусные расстояния. Для примера. Их намного больше, но какой из них выбрать каждый решает сам. Здесь сложно что-то советовать, поскольку такие объективы имеют свой собственный «почерк». Поэтому выбор очень индивидуален.

Преимущества фикс объективов

Первое преимущество — высокая светосила. Объективы профессиональной линейки могут иметь диафрагму f1.2, в то время как зумы ограничены f2.8.

Второе преимущество — качество снимков и резкость выше чем у большинства зум объективов. Плюс по краям кадра у них очень редко можно увидеть дисторсию.

Третье преимущество — красивое боке. У каждой модели есть своеобразный почерк размытия заднего фона и прорисовки колец.

Четвертое преимущество — они стоят дешевле, поскольку проще в изготовлении. Поэтому исходя из всех выше перечисленных достоинств, можно забыть про неудобство «зуммировать ногами».

Пятое преимущество — этот объектив научит вас думать про композицию и заранее продумывать кадр. Лучшего «учителя» трудно будет найти.

Шестое преимущество — малый вес и размер. Здесь даже комментировать нечего, коммерческие фотографы не по наслышке знают как за целый день съемок устают руки от тяжелой оптики.

Недостатки фикс объективов

Первый недостаток — отсутствие зума. Чтобы приближать и отдалять объекты приходится много ходить во время фотосессии.

Второй недостаток — не универсальность. Приходится иметь несколько таких объективов, чтобы покрыть необходимый диапазон фокусных расстояний. На съемках приходится часто менять линзы, что в свою очередь неудобно и приводит к попаданию пыли на матрицу фотокамеры.

Вывод

Не забывайте что фотографии делает не объектив и не камера, а фотограф. Именно от его умения зависит каким получится будущий кадр. Фикс объектив приучает заранее продумывать кадр и выбирать наиболее выгодную композицию.

Начинающим фотолюбителям мы рекомендуем познакомиться со светосильной оптикой путем приобретения фикс объектива с фокусным расстоянием 50 мм.

Читайте также: Онлайн курсы фотографа

Выбор объектива. Объективы с постоянным фокусным расстоянием

В этой статье мы расскажем вам о самых популярных объективах с фиксированным фокусным расстоянием. Надеемся, что наш краткий обзор поможет вам сориентироваться и сделать правильный выбор в пользу того или иного объектива.

В чем преимущество объективов с фиксированным фокусным расстоянием?

Одно из главных преимуществ «фиксов» в том, что они более светосильные, чем зумы. Даже самый дешевый из линейки фиксов будет обладать диафрагмой 1.8. Как известно, чем меньше преград на пути света к матрице, тем более светосильным будет объектив.  В виду отсутствия блока линз, отвечающих за зум, они более компактные и легкие. Считается, что фиксы более долговечны, так как они не разбалтываются и не собирают внутри себя пыль. Весьма достойным стоит определить соотношение цена/качество/светосила фиксов.

Как выбрать фикс — объектив?

Конечно, каждый будет выбирать себе объектив в зависимости от потребностей, мы лишь дадим краткий обзор четырех наиболее популярных объективов с фокусными расстояниями 35мм, 50мм, 85мм и 100/105мм. Напомним, что все вышеперечисленные характеристики будут актуальны для полнокадрового фотоаппарата, в случае неполной матрицы, фокусное расстояние необходимо умножить на кроп-фактор. Как правило, у производителей среди серий объективов встречаются бюджетные модели и более дорогие, которые обладают большей светосилой и сильнее по конструктиву.

Самыми ходовыми, как среди любителей, так и среди профессионалов являются объективы со следующими фокусными расстояниями: 35мм, 50мм, 85мм и 100/105мм. На них мы и обратим внимания в нашей статье. Остальные, такие как 200 мм или 14мм, 24 мм не так сильно востребованы среди фотографов в следствие высокой цены и специфических характеристик.

35 мм объективы


Фокусное расстояние 35 мм одно из самых популярных не только в любительской, но и в профессиональной съемке. Не смотря на то, что реализовать его можно с помощью целого ряда зум-объективов, спрос на объективы такого фокусного расстояния остается по-прежнему высоким.

Вся магия 35 мм по праву сосредоточена в угле обзора, а это (на полной матрице) почти 63 градуса. Универсальное фокусное расстояние обеспечивает большую творческую гибкость — объектив может использоваться практически во всех жанрах съемки, от портретов до репортажа и пейзажей.

 50 мм объективы

50 мм по праву считается самым популярным «фиксом».   Главным его преимуществом, среди прочих, является то, что он маленький и легкий, при этом универсальный, годится на все случаи жизни. Для сравнения: 50 мм f/1.4G 278 г 85 mm f 1/4G 595 г 35 mm f 1.4G 600 г.

Традиционно считается, что снятое таким объективом изображение является наиболее правильным с точки зрения человеческого глаза. В классической 35-мм пленочной фотографии (ака полная матрица) такой объектив считается «нормальным», так как его фокусное расстояние примерно равно размеру диагонали кадра, а угол зрения от 40 до 50 градусов.

Небольшой угол обзора немного ограничивает фотографа, но в то же время заставляет думать и двигаться в поисках лучшей точки съемки. Зуммирование в таком случае слишком упрощает процесс, вы стоите на месте и не думаете о композиции.  Плюс ко всему, 50 мм избавит вас от лишней информации в кадре, которая может создавать на снимке хаос.

Следующим преимуществам полтинника является его светосила, превосходящая возможности любого зума. Отметим, что даже самый дешевый вариант объектива из серии будет иметь светосилу 1.8 мм. Да и в целом стоит заметить, что полтинники дешевле своих конкурентов.

85 мм объективы

Это классический портретный объектив. Отличает объективы 85 мм практически полное отсутствие дисторсии. Они идеальны для портретной съемки, вам не нужно отходить слишком  далеко от модели или подходить слишком близко. Он дает красивую четкую картинку при этом не искажая перспективу и рисуя потрясающее боке.

Не смотря на то, что объектив преимущественно предназначен для съемки портретов людей, он также подойдет для съемки , скажем, на улице, когда вам необходимо остаться незамеченным или просто нет желания подходить близко к объекту съемки. Объектив не рекомендуется использовать, как штатный, в силу его ограниченных возможностей.

100 мм /105мм объективы

Компании Nikon и Canon выпускают объективы с фокусным расстоянием 105 мм и 100 мм соответственно. По характеристикам, они наследуют свойства 85 мм. Идеальная перспектива, изумительное боке дает классическому портретному объективу красивую, четкую картинку.  Производители позиционируют эти объективы также как макро-стекла.

Какой объектив выбрать?

В конце хочется отметить, что подбор оптики для каждого фотографа дело интимное и индивидуальное. Наверное, самым разумным советом будет испробовать все на практике. Если вы решили приобрести фикс, то сначала попробуйте потестировать зум на предмет того, с каким фокусным расстоянием вам будет комфортнее всего работать. И только тогда делайте выбор.

Мы рекомендуем составлять линейку оптики с определённым шагом, не приобретая оптику с похожим фокусным расстоянием. Примеры рекомендуемых линеек:

  • 1-я 24мм (пейзаж), 50мм (жанр), 100мм (портрет + макро)
  • 2-я 35мм (пейзаж + жанр), 85мм (портрет)
  • 3-я (бюджетный вариант) только 50мм.

Объектив фотоаппарата — фикс объективы

Начать обзор объективов, я решил с самых, пожалуй, популярных – это объективы с нормальным фокусным расстоянием. Это объективы, наиболее используемые в фотографии, благодаря своей универсальности и правильности передачи пропорций и перспектив. Именно поэтому они используются практически во всех жанрах съемки, но особенно востребованы в портретной съемке – родоначальнице всей фотографии. Ведь изначально фотография была создана, для того, чтоб запечатлеть человека, и девяносто процентов снимков сейчас – это фотографии людей. Именно поэтому так важно разбираться в этой категории объективов.

   Для удобства предлагаю разделить их на две категории:

  1. Объективы с постоянным фокусным расстоянием (оно постоянно и не изменяется),  в  народе именуемыми «фиксами» из-за фиксированного фокусного расстояния.

2. Объективы с переменным фокусным расстоянием, так называемые «зумы» (от английского «Zoom» — увеличивать).

Итак, «фиксы», впрочем, как и другие объективы, бывают оригинальных производителей, то есть тех, которые производят фотоаппараты и сторонних (их великое множество, в частности самыми популярными на сегодняшний день являются Tamron, Tokina и Sigma).

Предварительно, прежде чем приступить к обзору, хотелось бы расшифровать маркировки объективов разных производителей:

Canon

EF – тип байонета, который применяется еще со времен пленочных фотоаппаратов, и, подходит ко всем фотоаппаратам серии EOS вне зависимости от размера матрицы.

EF-S серия появилась относительно недавно и подходит только к фотоаппаратом с «кроп» матрицей формата APC-S.  Буква S (от слова Short – короткий) в маркировке означает «короткий задний рабочий отрезок». Задняя линза объектива, по сравнению с EF серией, расположена ближе к датчику изображения. Отличить визуально эти объективы от объективов EF можно по белой метке на креплении объектива (у EF – красная метка).

USM (UltraSonic Motor) — это ультразвуковой мотор, благодаря которому выполняется более  быстрая и бесшумная фокусировка.

L (Luxury) — объективы премиум класса Canon, в них использованы линзы из флюорита, часто в пыле- влагозащищенном корпусе, маркируются красным колечком.

IS – присутствие в объективе оптического стабилизатора

Nikon

AI – маркировка всех объективов, подходящих к современным зеркалкам.

DX – подходят только для кроп матриц формата APC-S.

FX – для всех типов матриц, включая и FullFrame.

D – Объективы данной серии не имеют встроенного фокусировочного мотора, соответственно автофокус будет работать только на тех камерах, в которых есть встроенный мотор, а это все зеркальные камеры, кроме любительской линейки (D90 и старше).

G – противоположность объективам серии D. Имеют встроенный мотор, благодаря чему подходят ко всем зеркальным камерам.

AF-S – маркировка наличия ультразвукового мотора (Silent Wave Motor), обеспечивающего быструю и точную автофокусировку.

VR – система подавления вибрации, аналог кэноновского IS.

Sigma

DC – объективы сконструированные специально для фотокамер с «кроп» матрицами формата APC-S

DG – объетивы подходящие и для полнокадровых матриц и для «кропа».

HSM (Hyper-Sonic Motor) – наличие ультразвукового мотора.

OS (Optical Stabilizer) – присутствие в объективе функции стабилизации изображения.

Tamron

Di – объективы, подходящие для APC-S матриц

Di II – обьективы для FullFrame и для пленочных камер

VC – присутствие в объективе функции стабилизации изображения

Tokina

DX – объективы для «кроп» матриц, не подходят для полнокадровых «зеркалок»

AF – присутствие в объективе фокусировочного мотора

AT-X – элитная серия объективов Tokina, аналог «L» серии у кэнон

Не случайно пропущены объективы от Pentax и Sony/Mynolta, у них никакой специфической маркировки практически нет.

 Для удобства и наглядности,  данные можно разместить в таблице, попутно включив и менее популярные маркировки в объективах:

CanonNikonTamronSigmaTokina
APC-s объективыEF-SDXDi IIDCDX
FullFrame объективыEFFXDiDG
Ультразвуковой моторUSMAF-SSHMHSMFCM
СтабилизаторISVRVCOSFES
«Люкс» серия объективаLNADEXATX
Фокусировка по задней группе линзI/RRFIRFRFIRF
Асферические линзыAL IASPASLASPAS; F&R

 Вернемся собственно к сути вопроса, т. е. рассмотри конкретные примеры объективов. Напомню, что первыми в обзоре участвуют «фиксы»

Canon 50mm f/1,4 и Nikon 50mm f/1.4D

         

Самые популярные «нормальные фиксы» это объективы имеющие ЭФР 50mm. Все они очень светосильные (благодаря постоянному ФР и не  фиксированному расстоянию между линзами). Самыми популярными являются Canon 50mm f/1,4 и f/1,8 а также Nikon 50mm f/1.4D, Nikon 50mm f/1.4G, Nikon 50mm f/1.8D и Nikon 50mm f/1.8G. В случае с f/1.4 (G серия никона) особых вопросов не возникает. Они очень похожи по цене, оба имеют ультразвуковой мотор, и рисуют хорошую, резкую картинку (по версии достаточно авторитетного ресурса photozone.de Canon имеет немного более качественное изображение, да и стоит, к слову, на 80 долларов дешевле, ну да ладно). D серия никона, в противовес сравнению с G серией, стоит существенно дешевле вышеупомянутого Canona и, к слову, резче своего старшего собрата. Правда при этом у Nikon 50mm f/1.4D нет встроенного мотора, соответственно использовать его можно только на «старших» камерах, но все равно в фокусировке он будет немного медленнее. Отдельно хотелось бы выделить объектив Sigma 50mm f/1.4 DG HSM. Многие фотографы предпочитают его, а не оригинальные стекла. Все дело в том, что при не существенно большей цене, по сравнению с конкурентами, он имеет и ультразвуковой мотор и более резкую, чем оригинальные объективы, картинку. Особняком стоит Canon EF 50 f/1.2L USM. При своей очень большой светосиле, даже при присутствии USMa он, по сравнению с 1,4 объективами на порядок медленнее при фокусировке (этот недостаток появляется из-за большого диаметра стекол и соответственно их большому весу). Что исключает его использование при репортажной съемке. Тем не менее, благодаря очень высокому просветлению  линз, а также качественному низкодесперсному стеклу, а соответственно и резкой, «звенящей» картинке,  этот объектив непревзойден в студийной
съемке. Для чего, как правило, и используется.

Canon EF 50 f/1.2L USM и Sigma 50mm f/1.4 DG HSM

 «Полтинники» (сленговое название 50mm объективов) же со светосилой 1,8 являются бюджетными аналогами своих «старших братьев». Разница между Canon и Nikon f/1.8 в отсутствии встроенного фокусировочного мотора в Nikon, но более качественному констуктиву (Canon в этом объективе экономил, на чем мог, в том числе и на материалах, из которых изготовлен корпус) и металлическому креплению к байонету.

В заключение рассмотрения объективов 50mm, хотелось бы поделиться непониманием относительно политики Nikon’a. Данный производитель сильно акцентирует внимание на более дешевых, но не менее качественных объективах без встроенного мотора, автофокусировка в которых осуществляется за счет встроенного в камеру мотора. Но все дело в том, что при этом страдает скорость фокусировки. Т.е. человек, имеющий возможность использовать такие объективы по умолчанию должен пользоваться более дорогой камерой. И чразу же этот вопрос «экономии» исчезает. Ну а если брать профессионала, с достаточно дорогой камерой, то:

а) он в состоянии заработать на объективы со встроенным приводом

б) экономить на оптике, в ущерб скорости фокусировки, он согласится с очень невысокой вероятностью

Что касается остальных «фиксов», то принципы в основу их построения положены те же, что и у полтинников. Они очень светосильные и обладают хорошей резкостью и отличным качеством получаемой картинки. Немного лишь отличаются назначения. А именно: объективы с ЭФР 50mm лучше всего подходят для съемки портрета по пояс. Для портрета в полный рост удобнее использовать 20 — 35mm. Также достаточно популярный немного «теле» —   портретники  70 — 105mm идеально подходит для съемки лица крупным планом.

Это основные рекомендации по нормальным объективам с постоянным фокусным расстоянием.

Ваш MrGadfly

Источник: Фотокомок.ру

Универсальный фикс для всего: 35мм

Многие фотографы хотят иметь в своем арсенале техники один удобный объектив для всего-всего, чтобы иногда ходить налегке, без тяжелого рюкзака, или вовсе отказаться от всех линз в пользу какой-то одной. Первым на ум приходит мысль о каком-то универсальном зуме, например Nikkor 24-120 f/4 или Canon 24-105 f/4 L, объективы содержат весь удобный диапазон, от широкоугольного до теле, но они большие, тяжелые, и что самое главное, не светосильные. Есть, конечно же, традиционные репортажные зумы 24-70 с диафрагмой f/2.8, но они зачастую еще тяжелее, и что самое главное, дороже. Но что если посмотреть в сторону фиксов?


Универсальные зум-объективы выглядят массивно в любой системе

Объективы без зума легче, светосильнее, резче и дешевле. Но зато мы теряем некую универсальность. Но а так ли она важна? Ведь, если мы не имеем возможность менять фокусное расстояние на ходу, мы начинаем отходить дальше, подходить ближе, ищем интересные ракурсы, и больше думаем над композицией кадра. В итоге фотографии часто получаются интереснее. Добавим сюда еще и меньшую глубину резкости из-за большей светосилы. Но какое фокусное самое удобное? Тут мы придем к тому, что написано в заголовке этой статьи — 35мм.

Немножко истории. Фокусное в 35-миллиметров уходит корнями во времена становления фотографии. Это один из лучших среди, когда-либо созданных, объективов с блестящим фокусным расстоянием, которое применимо для любой фотографии. Но откуда вообще взялась цифра 35мм?

Эра этих объективов началась тогда, когда в обиход вошли фотоаппараты с традиционной пленкой типа 135 — шириной 35 мм. Первопроходцем стала знаменитая Leica в конце 1930-х годов. Именно при такой ширине пленки, объектив с фокусным в 3,5 сантиметра давал угол зрения в 63 градуса. Это было шире, чем имеющиеся тогда «нормальные» объективы с фокусным 50-мм и углом обзора примерно в 45 градусов. С тех пор широкоугольники с фокусным 35 мм и стали всемирно признанными. И действительно, они подходят для любого жанра фотографии. Например, вся Вторая Мировая война фронтовыми фотокорреспондентами была зафиксирована как раз на узкую 35-мм пленку 35 мм объективами.

Так в чем же причина такой большой популярности «тридцатьпятки» в те времена? В том, с чего началась эта статья — с удобства, а также ряда особенных свойств. Начнем по порядку.

Оптическая конструкция линзы с таким углом обзора может быть очень компактной и простой, а значит и дешевой. Например, объектив Canon EF 35mm f/2 весит всего 155 грамм при длине чуть меньше шести сантиметров. С таким легким объективом камера будет занимать очень мало места, и с ней будет удобно гулять. А камера Sony A7 со 120-граммовым объективом Zeiss Sonnar 35mm f/2.8 вообще уместится в любой карман.


Современный 35-мм объектив от Canon со встроенной стабилизацией изображения


Светосильный объектив от Carl Zeiss для камер Sony A-серии


Бывают и компактные камеры со встроенными 35-мм объективами, например, этот Fujifilm x100s

В отличие от традиционного «полтинника», на 35мм можно снимать не только портреты, ширины угла уже хватит и для ландшафтной съемки, объектив более удобен в уличной съемке, именно поэтому таким фокусным пользовался один из основоположников стрит-съемки — знаменитый фотограф Картье-Брессон. Грубо говоря, объектив находится в золотой середине между традиционными портретными 50мм и широкоугольными объективами с уже довольно-таки большими перспективными искажениями.

Автор этой статьи тоже влюблен в это фокусное, и в своей последней поездке по Канаде не расставался со своим объективом Zeiss Distagon 35mm f/1.4, снимая улицы городов Торонто, Квебек и Ванкувер:

Еще одна особенность оптической схемы «тридцатьпятки»: все объективы имеют очень маленькую минимальную дистанцию фокусировки — гораздо меньше, чем на тех же «полтинниках». А в сочетании с высокой светосилой можно размывать фон практически в «молоко», как на длиннофокусных линзах, но имея более привычную для глаз перспективу:

Но одно из самых приятных особенностей — это очень приятная, глубокая перспектива при съемки портретов. Именно антураж позволяет показать в кадре атмосферу событий происходящих вокруг снимаемого человека. Кадр, снятый на такой объектив, создает историю, которую зрителю намного интереснее смотреть целиком в одном кадре, нежели просто видеть портрет, ограниченный рамками кадра.

Если съемка ведется на открытых диафрагмах, то создается даже кинематографический антураж, отделяя модель от фона и в тоже время оставляя детали этого фона читаемыми.

Конечно, для классической портретной съемки этот объектив не подходит, слишком сильно выраженные дисторсии и искажения, особенно при съемки лиц крупным планом. Но это достоинство можно использовать и во благо, например в репортаже и любом жанре, где кроме героя вам важна атмосфера вокруг.

Сейчас на рынке 35-мм объективы представлены абсолютно в каждой системе и в нескольких вариантах — и компактные модели для путешествий, и массивные светосильные линзы с диафрагмой f/1.4 и даже f/1.2! И макро-объективы, и со стабилизацией для съемки видео. Настолько широкую нижу занимает этот фикс.

В заключении хочется попросить обязательно попробовать поснимать на такое фокусное, если вы еще не пробовали этого. Кому-то возможно он и не придется по душе (можно подумать, что 35мм — «ни рыба, ни мясо», и как ширикоугольный, не достаточно широк, и для портретного объектива слишком много искажений), ну а кто-то влюбится, и больше не будет снимать линзу с камеры.

Высокое качество изображения в доступном корпусе. Представляем новый фикс-объектив FUJINON XC35mmF2

По многочисленным просьбам фотографов-любителей, корпорация Fujifilm представляет новый доступный объектив с облегченным корпусом FUJINON XС35mmF2, который поступит в продажу в конце февраля 2020 года.

Эквивалентное фокусное расстояние объектива 53 мм*1 и максимальная диафрагма F2 позволяет получать четкие снимки с красивым размытием заднего плана (эффект боке). Объектив оптимально подойдет для съемки самых различных объектов и сцен, например, для съемки портретов, уличных фотографий и репортажных кадров.

Оптическая конструкция объектива полностью повторяет схему, примененную в ранее выпущенном объективе FUJINON XF35mmF2 R WR — 9 элементов в 6 группах (включая два асферических элемента) обеспечивает идеальный баланс между качеством изображения и компактным размером. В отличие от старшей модели в ней нет пыле-брызгозащиты и кольца управления диафрагмой и металлического экстерьера, благодаря этому удалось добиться веса всего 130 грамм и достичь доступной цены без потери качества.

*1 Эквивалент формата 35 мм.

 

Основные характеристики

• Конструкция объектива включает 9 элементов в 6 группах, что гарантирует высокую четкость картинки даже при максимальной диафрагме F2.0.
• Система автоматической фокусировки, перемещающая компактные и легкие элементы с помощью шагового мотора, обеспечивают бесшумный, точный и быстрый автофокус. Любители уличной фотографии, которым так важно поймать момент, по достоинству оценят это преимущество.
• Корпус объектива изготовлен из прочных полимерных материалов и обладает компактными размерами и весом всего 130 грамм.

НазваниеFUJINON XC35mmF2
Конструкция объектива9 элементов в 6 группах (включает в себя два асферических элемента)
Фокусное расстояниеf=35мм (53 мм в эквиваленте формата 35 мм)
Угол обзора44.2°
Максимальная диафрагмаF2
Минимальная диафргамаF16
Управление диафрагмойКоличество лепестков: 9 (скругленная диафрагма)
Размер шага: 1 / 3EV (19 шагов)
Дистанция фокусировки35см — ∞
Максимальное увеличение0,14x
Габариты: диаметр х длина (approx. )Ø58,4 мм x 46,5 мм
Вес (прибл.)130 г
Размер фильтраØ43 мм
Аксессуары в комплектеКрышка объектива FLCP-43

Определение линзы по Merriam-Webster

\ ˈLenz \

: кусок прозрачного материала (такого как стекло), имеющий две противоположные правильные поверхности, либо изогнутые, либо изогнутую, а вторую плоскость, и который используется либо по отдельности, либо в сочетании в оптическом приборе для формирования изображения путем фокусировки лучей света.

б : комбинация двух или более простых линз

c : кусок стекла или пластика, используемый (например, в защитных очках или солнцезащитных очках) для защиты глаз.

2 : устройство для направления или фокусировки излучения, отличного от света (например, звуковых волн, радиоволн или электронов).

3 : нечто в форме двояковыпуклой оптической линзы. линза из песчаника

4 : очень прозрачное двояковыпуклое линзовидное или почти сферическое тело в глазу, которое фокусирует световые лучи (как на сетчатке) — см. Иллюстрацию глаза.

5 : то, что способствует восприятию, пониманию или оценке и влияет на них. просмотр текущей судебной тяжбы… через партизанские линзы — New Republic

\ ˈLäⁿs \ Коммуна на севере Франции к юго-западу от Лилля Население 35032

Объектив | оптика | Британника

Линза , в оптике, кусок стекла или другое прозрачное вещество, которое используется для формирования изображения объекта путем фокусировки лучей света от объекта. Линза представляет собой кусок прозрачного материала, обычно круглой формы, с двумя полированными поверхностями, одна или обе из которых изогнуты и могут быть либо выпуклыми (выпуклыми), либо вогнутыми (вдавленными). Кривые почти всегда имеют сферическую форму; т.е. радиус кривизны постоянен. Линза обладает ценным свойством формировать изображения объектов, находящихся перед ней. Одиночные линзы используются в очках, контактных линзах, карманных лупах, проекционных конденсаторах, сигнальных лампах, видоискателях и на простых корпусных камерах.Чаще всего несколько линз, изготовленных из разных материалов, объединяются в составные линзы в тубусе, чтобы можно было исправить аберрации. Составные линзы используются в таких приборах, как фотоаппараты, микроскопы и телескопы.

изображений, сформированных выпуклыми и вогнутыми линзами

Лучевые диаграммы показывают типы изображений, сформированных выпуклыми и вогнутыми линзами. Характеристики изображения, формируемого выпуклой линзой, зависят от местоположения объекта. На этих диаграммах F — фокусное расстояние объектива, а 2F — удвоенное фокусное расстояние объектива.

Encyclopædia Britannica, Inc.

Оптические принципы для линз

Линза производит свой фокусирующий эффект, потому что свет в линзе движется медленнее, чем в окружающем воздухе, поэтому преломление, резкое изгибание светового луча происходит как там, где луч входит в линзу, так и там, где он выходит из линзы в воздуха.

(Слева) Поперечные сечения стандартных форм обычных линз. (Справа) преломление света сходящимися и расходящимися линзами, показывая главную ось, главный фокус (или фокус) F , фокусное расстояние f и фокальную плоскость.

Encyclopædia Britannica, Inc.

Одиночная линза имеет две строго правильные противоположные поверхности; либо обе поверхности изогнутые, либо одна изогнутая, а другая плоская. Линзы могут быть классифицированы в зависимости от их двух поверхностей на двояковыпуклые, плосковыпуклые, вогнутые (сходящийся мениск), двояковогнутые, плосковогнутые и выпукло-вогнутые (расходящиеся мениск). Из-за кривизны поверхностей линз разные лучи падающего светового пучка преломляются под разными углами, так что весь пучок параллельных лучей может сходиться или казаться расходящимся в одной точке.Эта точка называется точкой фокусировки или главным фокусом линзы (часто обозначается на лучевых диаграммах буквой F). Преломление лучей света, отраженных от объекта или испускаемых им, заставляет лучи формировать визуальное изображение объекта. Это изображение может быть реальным — фотографируемым или видимым на экране — или виртуальным — видимым только при взгляде в объектив, как в микроскоп. Изображение может быть намного больше или меньше, чем объект, в зависимости от фокусного расстояния объектива и расстояния между объективом и объектом.Фокусное расстояние линзы — это расстояние от центра линзы до точки, в которой формируется изображение удаленного объекта. Длиннофокусная линза формирует увеличенное изображение удаленного объекта, а короткофокусная линза формирует маленькое изображение.

Обычно изображение, сформированное одной линзой, недостаточно для точной работы в таких областях, как астрономия, микроскопия и фотография; это потому, что конус лучей, испускаемых одной точкой на удаленном объекте, не объединяется линзой в идеальную точку, а вместо этого образует небольшой участок света.Этот и другие врожденные недостатки изображения одной точки объекта линзой известны как аберрации. Чтобы исправить такие аберрации, часто необходимо объединить в одной оправе несколько линзовых элементов (одиночные линзы), некоторые из которых могут быть выпуклыми, а некоторые вогнутыми, некоторые изготовлены из плотного высокопреломляющего или высокодисперсионного стекла, а другие — из низкодисперсного стекла. -рефрактивное или малодисперсное стекло. Элементы объектива могут быть склеены вместе или установлены с тщательно рассчитанными расстояниями, чтобы исправить аберрации отдельных элементов и получить изображение приемлемой резкости ( см. Также аберрацию ).Точная установка также обеспечивает правильное центрирование всех линз; то есть центры кривизны всех поверхностей линзы лежат на одной прямой линии, называемой главной осью линзы. Часто используемой мерой качества любой системы линз является ее способность формировать изображение, достаточно резкое, чтобы разделить или разрешить две очень близкие точки или линии на объекте. Разрешающая способность зависит от того, насколько хорошо исправлены различные аберрации в системе линз.

Оформите подписку Britannica Premium и получите доступ к эксклюзивному контенту.Подпишись сейчас

Простейшая составная линза представляет собой тонкую зацементированную комбинацию двух отдельных линз, такую ​​как линза, используемая в объективе (ближайшей к объекту линзе) небольшого преломляющего телескопа. Объективы микроскопа могут содержать до восьми или девяти элементов, некоторые из которых могут быть изготовлены из разных материалов, чтобы привести все цвета света в общий фокус и, таким образом, предотвратить хроматическую аберрацию. Объективы, используемые в камерах, могут содержать от двух до 10 элементов, в то время как так называемый зум или объектив с переменным фокусным расстоянием может содержать до 18 или 20 элементов в нескольких группах, причем разные группы могут перемещаться вдоль оси с помощью рычагов или кулачки, чтобы добиться желаемого изменения фокусного расстояния без смещения фокальной плоскости. Линзы также сильно различаются по диаметру: от 0,16 см ( 1 / 16 дюйма) для элемента в объективе микроскопа до 100 см (40 дюймов) для объектива астрономического телескопа. В отражателях и некоторых других типах астрономических телескопов вогнутые зеркала используются в качестве объектива вместо линз.

Как работают линзы? | Какие бывают типы линз?

Как работают линзы? | Какие бывают типы линз?

Реклама

Криса Вудфорда.Последнее изменение: 1 сентября 2020 г.

Микроскопы позволяют нам присмотреться внутри невидимых миров, которые наши глаза никогда не могли видеть, телескопы уносят нас далеко за пределы Земли к звездам и планетам ночного неба, кинопроекторы бросают на экраны огромные изображения, а маяки бросать успокаивающие лучи света далеко за океан. Удивительные изгибы стекла или пластика, называемые линзами, делают все это возможно. Давайте подробнее рассмотрим, что это такое и как они работают!

Фото: Линзы в фарах этой машины Фокус лучи света падают на дорогу, чтобы вы могли видеть, куда собираетесь. Некоторые автомобильные фары используйте линзы Френеля для создания мощных лучей, как маяки!

Что такое линзы?

Линза — это прозрачный кусок стекла или пластика с как минимум одним изогнутым поверхность. Он получил свое название от латинского слова «чечевица». (тип пульса, используемый в кулинарии), но пусть это вас не смущает. Для этого нет никакой реальной причины, кроме самой распространенной линза (называемая выпуклой линзой) очень похожа на чечевицу!

Фото: Чечевица дала название линзам.Выпуклый линзы выпирают посередине, как чечевица, а вогнутые линзы «пещеры» дюйма в середине и выступают по краям.

Как работают линзы?

Линза работает за счет преломления: она отклоняет световые лучи, когда они проходят это значит, что они меняют направление. (Вы можете прочитать полное объяснение, почему это происходит в нашей статье о свете.) Это означает, что лучи, кажется, приходят из точки, которая ближе или дальше от того места, где они на самом деле возникают — и именно поэтому предметы, видимые через линзу, кажутся либо больше, либо меньше, чем они есть на самом деле.

Типы линз

Существует два основных типа линз: выпуклые (или сходящиеся) и вогнутые (или расходящиеся).

Выпуклые линзы

В выпуклой линзе (иногда называемой положительная линза), стеклянные (или пластиковые) поверхности выпирают наружу в центре, придавая классическую чечевицеобразную форму. А выпуклая линза также называется собирающей линзой, потому что она делает проходящие через него параллельные световые лучи изгибаются внутрь и встречаются (сходятся) в точке сразу за объективом, известной как фокус.


Фото: выпуклая линза заставляет параллельные световые лучи сходиться (сходиться) в точке фокуса или фокуса. Расстояние от центра объектива до точки фокусировки — это фокусное расстояние объектива. Фокус находится на противоположной стороне линзу к той, от которой исходят световые лучи.

Выпуклые линзы используются в телескопах и биноклях для фокусировки дальних световых лучей в ваших глазах.

Вогнутые линзы

Вогнутая линза — с точностью до наоборот с внешними поверхностями, загнутыми внутрь, поэтому параллельный свет лучи изгибаются наружу или расходятся. Вот почему вогнутые линзы иногда называют расходящимися линзами. (Один из простых способов запомнить разницу между вогнутыми и выпуклыми линзами — это подумать о вогнутых линзы прогибаются внутрь.)


Фото: вогнутая линза заставляет параллельные световые лучи расходиться (распространяться) так, что кажется, что они исходят из одной точки. за линзой — фокус. Расстояние от центра объектива до точки фокусировки, опять же, является фокусным расстоянием объектива. Однако в этом случае, поскольку световые лучи на самом деле не исходят отсюда, мы называем это виртуальной точкой фокусировки.

Вогнутые линзы используются в телевизионных проекторах, чтобы лучи света распространялись вдаль. В фонарике эту работу проще выполнять с помощью зеркала, которое обычно весит намного меньше объектива и к тому же дешевле в производстве.

Составные линзы

Можно сделать линзы, которые ведут себя более сложным образом, совмещение выпуклых и вогнутых линз. Объектив, в котором используются две или более простые линзы в такой способ называется составной линзой.

Как измерить оптическую силу линзы?

Если вы когда-нибудь смотрели в бинокль, телескоп или увеличительное стекло стекло, ты знаешь, что некоторые линзы увеличивают (или уменьшают) видимый размер объекта намного больше чем другие.Есть простое измерение, которое показывает, насколько мощны линза известна как фокусное расстояние. В фокусное расстояние линзы — это расстояние от центра линзы до точки на который фокусирует световые лучи. Чем короче фокусное расстояние, тем больше мощный объектив. (Легко понять почему: обычное стекло было бы похоже на объектив с бесконечным фокусным расстоянием и вообще не фокусирует световые лучи. С другой стороны, бесконечно мощная линза будет фокусировать лучи за бесконечно короткий промежуток времени. расстояние с нулевым фокусным расстоянием.Настоящая линза находится где-то между этими двумя крайностями.)

Вы найдете фокусное расстояние, указанное в обычные единицы длины (например, сантиметры, миллиметры или дюймов) или в специальных оптических единицах, называемых диоптриями. Диоптрийное измерение линзы обратно пропорционально фокусное расстояние в метрах (деленное на фокусное расстояние), поэтому 1 диоптрия = 1 м, 2 диоптрии = 0,5 м, 3 диоптрии = 0,33 метра и так далее. В рецептах на очки от оптиков обычно указывается сила необходимых вам корректирующих линз в диоптриях.

Фокусное расстояние — не единственная важная характеристика объектива. Больше линзы собирают больше света, чем линзы меньшего размера, поэтому они создают более яркое изображение. Это особенно важно, если вы выбираете объектив для фотоаппарата, потому что количество света, собираемого линзой, будет определять, что изображение выглядит как. Объективы фотоаппаратов обычно оцениваются по меркам называется f-числом, которое является основным длина деленная на диаметр. Вообще говоря, объективы с небольшим числом f делают изображение ярче.Объективы с большим числом f имеют большую глубину резкости: по сути, больше объекта, который вы фотографируете, и в то же время в центре внимания его окружение. (Если вы хотите узнать больше, взгляните на объяснение Луи Блумфилда размера линз.)

Регулируемые линзы

Фото: Объектив с регулируемым зумом цифровой камеры Canon увеличивает трехкратное (3 ×). Его фокусное расстояние изменяется в пределах 5,8–17,4 мм, что соответствует соотношению 1: 3.

Обычный объектив имеет фиксированное фокусное расстояние, поэтому он выполняет только одну работу и только одну.Но что, если вы хотите, чтобы он увеличился немного больше или сосредоточился на чем-то более близком или далеком? Наши глаза (и мозг) решают эту проблему с помощью гибких линз, которые могут изменять форму под контролем маленького человека. цилиарные мышцы вокруг них; растяжение или сжатие линз изменяет их фокусное расстояние. А как насчет биноклей, телескопов и фотоаппаратов? вы хотите смотреть не всегда на одинаковом расстоянии? Для биноклей и телескопов решением является фокусирующий винт, который перемещает линзы в тубусах. ближе друг к другу или дальше друг от друга. Зум-объективы в камерах работают аналогичным образом, с несколькими объективами, которые могут быть сдвигать их вместе или в стороны, поворачивая их пальцами или, на автоматических фотоаппаратах, нажимая моторизованное управление, которое делает то же самое. Зум-объективы, работающие таким образом, известны как оптические зум-объективы. Цифровые зумы, в цифровых фотоаппаратах, мимика тот же процесс с использованием компьютерного программного обеспечения, эффективно увеличивая меньшую часть исходного изображения (при увеличении) или с использованием большей части этого изображения (при уменьшении).В отличие от оптического увеличения, цифровое увеличение очень быстро теряет детали и смазывает изображения.

Как делаются линзы?

Фото: В этом увеличительном стекле используется одна выпуклая линза из пластика.

Пока пластмассы не стали обычным явлением в XX века практически все линзы производились измельчение твердых кусков стекла в разные формы. Выпуклые линзы изготавливались с помощью шлифовального инструмента вогнутой формы (и наоборот), а затем линза грубой формы была отполирована до окончательной формы. Обычное стекло мы использование в окнах и посуде недостаточно для линз, потому что он содержит пузырьки воздуха и другие недостатки. Из-за этого световые лучи отклоняются от правильного пути, создавая нечеткое изображение. или тот, который заставляет разные цвета света вести себя по-разному (проблемы которые ученые-оптики называют аберрациями). Вместо этого линзы изготавливаются из более изысканного материала, известного как оптическое стекло. Для очков многие люди теперь предпочитаю пластиковые линзы, потому что они намного легче и безопаснее оптического стекла.Пластиковые линзы можно придавать форму, а не шлифовать, чтобы их можно было производятся в огромных количествах гораздо дешевле, чем стеклянные линзы. Хотя обычный пластик легко царапается, он может быть покрыт тонким слоем защитного материала, такого как алмазоподобный углерод (DLC) для снижения риска повреждения. Некоторые оптические линзы также покрыты тонким пластиком, чтобы уменьшить раздражающие отражения; вы можете прочитать как эти антибликовые покрытия работают в нашей статье о тонкопленочной интерференции.

Сделайте водяную линзу!

Фото: Я сделал эту водяную линзу, вырезав небольшой кусок пластика из продуктового пакета и положив его на газета.Я налил воду очень медленно и осторожно, используя чайную ложку.

Сделайте это на кухне или в ванной, чтобы не навести беспорядок.

  1. Возьмите старую газету или журнал, которые никому больше не нужны.
  2. Положите небольшой кусок целлофана, пищевой пленки или прозрачного пластика на верхняя часть газеты. Вам не нужно много — может быть, кусок вдвое меньше обложки книги в мягкой обложке.
  3. С помощью пипетки, пипетки, шприца, чайной ложки или даже наконечника вашей мизинец, поместите одну небольшую каплю воды поверх пищевой пленки.
  4. Посмотрите на газетную бумагу, и вы должны увидеть, что капля воды (имеющая изогнутый верхний край и плоский нижний край) увеличивает слова.
  5. Молодец, вы только что сделали линзу!
  6. Что произойдет, если вы сделаете каплю воды больше или меньше? Что, если вы оторвете пластик от бумаги и подвинете линзу ближе или дальше от печати? Какие еще хитрости вы можете сделать, чтобы изменить способ работы вашего объектива? Как все великие ученые, воспользуйтесь возможностью поиграть и поэкспериментировать.

Для чего используются линзы?

Объективы можно найти повсюду в мире вокруг нас — от автомобильных фар до фонари к светодиодным лампам, используемым в электронных панелях приборов.

Наши глаза содержат, вероятно, самые удивительные линзы из всех. Подумайте, что происходит, когда вы смотрите на окружающий мир. В одну минуту вы смотрите в землю перед своими ногами. Через несколько секунд вы услышите самолет с криком проходит мимо, поверните голову и смотрите, как он пролетает. Делать этот трюк с биноклем и вы обнаружите, что настройка фокуса с близкого расстояния займет у вас довольно много времени (глядя на земля) далеко (наблюдая за самолетом).Попробуйте невооруженным глазом, и вы даже не заметит, что ты делаешь. Это потому, что в твоих глазах гибкие линзы, контролируемые крошечными мышцами, которые могут выпирать и , мгновенно меняя форму, чтобы сосредоточиться на чем-нибудь, начиная с отпечатков на ваш палец на поверхность Луны. Как это удивительно?

Фотографии: Маяки не используют огромные и тяжелые линзы: вместо этого они полагаются на линзы Френеля. (со ступенчатым рисунком поверхности из концентрических колец) и призмы, подобные той, что представлена ​​на этой выставке в Think Tank, музее науки в Бирмингеме, Англия.О том, как они работают, читайте в нашей статье о линзах Френеля.

У всех нас есть линзы в глазах, но многие из нас выбирают дополнительные линзы конец нашего носа, чтобы исправить длинное и близкое зрение: больше стекла и пластиковые линзы используются для очков и контактных линз, чем для любая другая цель. Существуют все виды линз для очков, в том числе светочувствительные фотохромные, которые темнеют на солнце и удваиваются как солнцезащитные очки.

Вы также найдете линзы в биноклях (которые используют две или три линзы в каждом цилиндре, обслуживающем ваши глаза) и телескопах, хотя не все микроскопы их используют.Обычные (оптические) микроскопы используйте серию стеклянных линз для увеличения крошечных объектов, в то время как сверхмощные электронные микроскопы использовать электромагниты для сгибания электронные лучи, которые помогают нам видеть еще больше. Кинопроекторы и проекционные телевизоры используйте линзы для преобразования небольших изображений из фильмов в гигантские изображения, которые могут просматривать сразу многие люди. Камеры работают наоборот, ловя световые лучи издалека и принося их, чтобы сосредоточиться на химически обработанной пластиковой пленке или светочувствительной электронные микросхемы, называемые ПЗС-матрицами.Вы можете даже найти линзы, встроенные в обложки журналов и книг, чтобы изображения менялись, когда вы перекладываете голова из стороны в сторону; этот хитрый трюк называется лентикулярным печать — но на самом деле это означает просто «печать со встроенными линзами».

Из чего сделаны линзы?

Фото: Пластиковые линзы: Возможно, вы не заметили, но крошечные светодиоды, используемые в приборных панелях, имеют крошечные пластиковые линзы, встроенные в них, чтобы увеличивать излучаемый ими свет. Линза — это изогнутая пластиковая насадка слева (верхняя часть светодиода, которая светит на вас. )

В двух словах, стекло или пластик — хотя это еще не все.

Очевидно, нам нужно делать линзы из прозрачных вещей, которые не искажают проходящие световые лучи. через них — а материалов, которые мы могли бы использовать, не так уж и много. Ранние линзы иногда делались из кристаллов; один из старейших известных, Линза Нимруда в англичанах Музей в Лондоне, представляет собой кусок кварца (иногда называемого «горным хрусталем»), возраст которого оценивается в 3000 лет. и, как полагают, использовалось как увеличительное или горящее стекло, хотя его оптические качества были очень бедные.Совсем недавно римский император Нерон, по общему мнению, использовал линзы из изумрудов, чтобы наблюдать за гладиаторами, сражающимися насмерть. Современные оптические инструменты, такие как очки и телескопы стало возможным, когда люди научились делать и использовать надежно качественное стекло; очки датируются примерно 13 веком, а телескопы — 17 веком. (впервые немецко-голландского Ганса Липперши).

В течение 20-го века дешевые, легкие, надежные пластмассы стали широко доступны, и в большинстве недорогих оптических устройств теперь используются пластиковые линзы (иногда называемое «органическое стекло» — изготовленное из таких материалов, как поликарбонат) вместо стеклянных. (иногда известное как «минеральное стекло», чтобы отличить его от пластиковых эквивалентов).Одноразовые контактные линзы, например, стали возможны с появлением дешевых, массово производимых, высококачественный пластик, а если вы носите очки или держите камеру в телефоне, линзы почти наверняка будут пластиковыми.

Пластики, хотя и дешевые, безусловно, имеют свои недостатки: их оптическое качество, как правило, не такое хорошее, как у стекла, они очень легко царапаются, они легче меняют свои оптические свойства, чем стекло при изменении температуры они пропускают не все длины волн света так же хорошо, как стекло, и они не всегда так успешно изгибают свет (стекло обычно имеет более высокий показатель преломления, хотя в качестве альтернативы можно использовать специальный пластик с высоким показателем преломления, если вам нужны тонкие, легкие линзы для очков). Но не будем забывать и о недостатках стекла: оно тяжелое (например, в прочных очках). рецепты), дорогие, и они могут разбиться (так что стеклянные очки никогда не были хорошими для занятий спортом). В конце концов, у стекла и пластика есть свои плюсы и минусы. Как и во всем остальном в мире технологий, нам нужно выбирать лучший материал. для работы, которую нам необходимо выполнять в повседневных физических условиях, в которых она должна будет работать; это то что Материаловедение — это все.

Узнать больше

На этом сайте

У нас есть много других статей об оптике, в том числе:

Для читателей постарше

Для младших читателей

  • Все, что вам нужно знать об линзах и свете от Baby Professor.Speedy Publishing, 2017. Возраст 7–10.
  • Пути науки: свет Криса Вудфорда. Розен, 2013. Это одна из моих собственных книг, в ней описывается, как ученые поняли свет и использовали его. на протяжении всей истории. Подходит для детей от 9 до 12 лет. (Ранее опубликовано Blackbirch, 2004.)
  • Свет Дэвида Берни. Дорлинг Киндерсли, 1998. Введение в науку, технологии и историю света из популярной серии DK Eyewitness. Для возраста 9–12 лет.

Статьи

  • Как производятся очковые линзы? от Zeiss, 28 марта 2018 г.Увлекательная статья, которая проводит нас через очень точный процесс создания линз для очков.
  • Johannes Hudde и его линзы для микроскопов, обработанные пламенем Марвин Болт, Тимен Коквит и Майкл Кори, Journal of Glass Studies, Vol. 60 (2018), стр. 207–222. Хотя современные линзы в основном тонкие (грубо говоря, «плоские»), еще в 17 веке шаровые линзы в форме шара были гораздо более распространены.
  • Проблемы с линзами и решение XIX века. В этой статье из музея Уиппла Кембриджского университета объясняется, почему линзы искажают изображение и как изобретатели решили эту проблему, создав первые микроскопы.
  • Изобретение очков: как и где, возможно, началось появление очков. Колледж оптометристов описывает историю очков в 13 веке (недатированная статья, по состоянию на июнь 2019 г.).
  • Кто сделал эту контактную линзу? пользователя Daniel Engber. Нью-Йорк Таймс. 13 апреля 2014 г. Идея использования искусственных (контактных) линз вместо очков появилась как минимум в 19 веке.
  • Более четкое зрение после катаракты Питера Джарета. The New York Times, 15 мая 2009 г.Хрусталики в наших глазах могут ухудшаться по мере того, как мы становимся старше, становясь мутными по мере образования катаракты. К счастью, проблему могут решить корректирующие линзы. [Архивировано через Wayback Machine.]

Другие полезные сайты

  • Оптика для детей: много хороших учебных материалов от Оптического общества Америки.
  • The MusEYEum: Музей в Лондоне, Англия, управляемый Колледжем оптометристов. На сайте есть немало онлайн-экспонатов, которые стоит посетить.

Пожалуйста, НЕ копируйте наши статьи в блоги и другие сайты

статей с этого сайта зарегистрированы в Бюро регистрации авторских прав США. Копирование или иное использование зарегистрированных работ без разрешения, удаление этого или других уведомлений об авторских правах и / или нарушение смежных прав может привести к серьезным гражданским или уголовным санкциям.

Авторские права на текст © Chris Woodford 2008, 2020. Все права защищены. Полное уведомление об авторских правах и условиях использования.

Следуйте за нами

Сохранить или поделиться этой страницей

Нажмите CTRL + D, чтобы добавить эту страницу в закладки на будущее, или расскажите об этом друзьям с помощью:

Цитируйте эту страницу

Вудфорд, Крис.(2008/2020) Линзы. Получено с https://www.explainthatstuff.com/lenses.html. [Доступ (укажите дату здесь)]

Больше на нашем сайте …

Прозрачная структура глаза

Хрусталик — это прозрачная структура в глазу, которая подвешена сразу за радужной оболочкой и направляет лучи света в фокус на сетчатке. Хрусталик — это название естественного хрусталика, с которым рождаются люди. Маленькие мышцы, прикрепленные к линзе, могут изменять форму линзы, что позволяет глазам фокусироваться на ближних или дальних объектах.

seb_ra / Getty Images

Также известен как: Кристаллическая линза

Функции объектива

Хрусталик обеспечивает примерно одну треть фокусирующей способности глаза. Хрусталик гибкий, и его кривизна может изменяться под влиянием цилиарного тела. Когда он меняет кривизну, линза становится толще, а сила увеличивается, так что глаз может фокусироваться на изображениях на разных расстояниях. Это изменение в фокусировке называется аккомодацией. Когда наш глаз смотрит на что-то с очень близкого расстояния от нас, наше цилиарное тело сжимается, и это ослабляет линзы линз, которые удерживают линзу на месте, и линза утолщается.Когда глаз смотрит на изображения вдалеке, цилиарное тело расслабляется, зонулы хрусталика снова сжимаются, а толщина хрусталика уменьшается, и это приводит к тому, что удаленные изображения становятся в фокусе.

Линза и преломление

Преломление или отклонение света внутри глаза происходит, когда свет проходит через линзу. В зависимости от объектива свет изгибается внутрь или наружу. Затем линза фокусирует изображение на сетчатке. Если линза вызывает фокусировку за сетчаткой, возникает дальнозоркость.Если линза вызывает фокусировку перед сетчаткой, возникает близорукость. Эти проблемы со зрением решаются с помощью очков или контактных линз.

Объектив и пресбиопия

Со временем хрусталик теряет часть своей эластичности. Эта потеря заставляет глаз терять часть своей способности фокусироваться на близких объектах. Это состояние известно как пресбиопия. В возрасте около 40 лет большинству людей требуются очки для чтения. Пресбиопию часто называют «синдромом короткой руки», потому что люди склонны держать материал для чтения подальше от тела, чтобы его было легче читать.Люди с пресбиопией могут жаловаться на то, что им требуется больше света для чтения. Глаза с пресбиопией также чувствуют усталость и, кажется, быстрее устают. Некоторые пациенты с пресбиопией также могут иметь нестабильное зрение, поскольку их глаза пытаются компенсировать дефицит зрения.

Катаракта хрусталика

Катаракта — это помутнение хрусталика. Катаракта часто развивается с возрастом, в результате чего хрусталик мутнеет. К счастью, катаракта растет медленно и может не влиять на зрение в течение нескольких лет. К 65 годам более 90 процентов людей страдают катарактой.

Лечение катаракты предполагает замену помутневшего хрусталика. Удалив мутный хрусталик, улучшится зрение и качество жизни. Хирургия катаракты заключается в удалении катаракты и установке на ее место нового прозрачного имплантата хрусталика. Процедура обычно проводится под местной анестезией в амбулаторных условиях и в большинстве случаев занимает менее часа.

Преломление и лучевая модель света

Мы уже узнали, что линза — это тщательно отшлифованный или отформованный кусок прозрачного материала, который преломляет световые лучи таким образом, чтобы формировать изображение. Линзы служат для преломления света на каждой границе. Когда луч света попадает в линзу, он преломляется; и когда тот же луч света выходит из линзы, он снова преломляется. Чистый эффект преломления света на этих двух границах состоит в том, что световой луч изменил направление. Благодаря особой геометрической форме линзы световые лучи преломляются и формируют изображения. Прежде чем перейти к теме формирования изображения, мы исследуем преломляющую способность собирающихся и расходящихся линз.

Как линза преломляет свет

Сначала рассмотрим двойную выпуклую линзу. Предположим, что к линзе приближаются несколько лучей света; и предположим, что эти лучи света движутся параллельно главной оси. Достигнув передней поверхности линзы, каждый луч света будет преломляться в направлении нормали к поверхности. На этой границе луч света переходит из воздуха в более плотную среду (обычно пластик или стекло). Поскольку световой луч проходит из среды, в которой он движется быстро (менее оптически плотно), в среду, в которой он движется относительно медленно (более оптически плотный), он будет изгибаться в направлении нормальной линии. Это принцип рефракции FST. Это показано для двух падающих лучей на диаграмме ниже. Как только луч света преломляется через границу и входит в линзу, он движется по прямой линии, пока не достигнет задней поверхности линзы. На этой границе каждый луч света будет преломляться от нормали к поверхности. Поскольку световой луч проходит от среды, в которой он движется медленно (более оптически плотный), в среду, в которой он движется быстро (менее оптически плотный), он будет отклоняться от нормальной линии; это принцип преломления SFA.


На приведенной выше диаграмме показано поведение двух падающих лучей, приближающихся параллельно главной оси. Обратите внимание, что два луча сходятся в одной точке; эта точка известна как фокус объектива. Первое обобщение, которое можно сделать для преломления света двойной выпуклой линзой, выглядит следующим образом:

Правило преломления для сходящейся линзы

Любой падающий луч, идущий параллельно главной оси собирающей линзы, преломляется через линзу и проходит через точку фокусировки на противоположной стороне линзы.

Теперь предположим, что лучи света проходят через точку фокусировки на пути к линзе. Эти лучи света будут преломляться, когда они входят в линзу, и преломляться, когда они выходят из линзы. Когда световые лучи входят в более плотный материал линзы, они преломляются в направлении нормали; и когда они выходят в менее плотный воздух, они преломляются прочь от нормального. Эти специфические лучи выйдут из линзы, двигаясь параллельно главной оси.


На приведенной выше диаграмме показано поведение двух падающих лучей, проходящих через точку фокусировки на пути к линзе. Обратите внимание, что два луча преломляются параллельно главной оси. К первому обобщению можно добавить второе обобщение для преломления света двойной выпуклой линзой.

Правила преломления для сходящейся линзы
  • Любой падающий луч, идущий параллельно главной оси собирающей линзы, преломляется через линзу и проходит через точку фокусировки на противоположной стороне линзы.
  • Любой падающий луч, проходящий через точку фокусировки на пути к линзе, преломляется через линзу и проходит параллельно главной оси.


Приближение тонкой линзы

Эти два «правила» значительно упростят задачу определения местоположения изображения для объектов, размещенных перед собирающими линзами. Эта тема будет обсуждаться в следующей части Урока 5.А пока усвойте значение правил и будьте готовы их использовать. Поскольку правила применяются при построении лучевых диаграмм, не забывайте, что закон преломления света Снеллиуса выполняется для каждого из этих лучей. Так получилось, что геометрически, когда закон Снеллиуса применяется к лучам, падающим на линзу описанным выше способом, они преломляются в близком приближении с этими двумя правилами. Тенденция падающих лучей света следовать этим правилам увеличивается для тонких линз.Для таких тонких линз путь света через саму линзу очень мало влияет на общее изменение направления световых лучей. Мы будем использовать это так называемое приближение тонкой линзы в этом устройстве. Кроме того, чтобы упростить построение лучевых диаграмм, мы будем избегать двойного преломления каждого светового луча — при входе в линзу и выходе из нее. Вместо этого мы продолжим падающий луч до вертикальной оси линзы и преломим свет в этой точке. Для тонких линз это упрощение даст такой же результат, как если бы мы дважды преломляли свет.

Правила преломления для расходящихся линз

Теперь исследуем преломление света двойной вогнутой линзой. Предположим, что к линзе приближаются несколько лучей света; и предположим, что эти лучи света движутся параллельно главной оси. Достигнув передней поверхности линзы, каждый луч света будет преломляться в направлении нормали к поверхности. На этой границе луч света переходит из воздуха в более плотную среду (обычно пластик или стекло).Поскольку световой луч проходит из среды, в которой он движется относительно быстро (менее оптически плотно), в среду, в которой он распространяется относительно медленно (более оптически плотно), он будет изгибаться в направлении нормальной линии. Это принцип рефракции FST. Это показано для двух падающих лучей на диаграмме ниже. Как только луч света преломляется через границу и входит в линзу, он движется по прямой линии, пока не достигнет задней поверхности линзы. На этой границе каждый луч света будет преломляться от нормали к поверхности.Поскольку световой луч проходит из среды, в которой он движется относительно медленно (более оптически плотный), в среду, в которой он движется быстро (менее оптически плотный), он будет отклоняться от нормальной линии. Это принцип преломления SFA. Эти принципы преломления идентичны тому, что наблюдалось выше для двойной выпуклой линзы.


На приведенной выше диаграмме показано поведение двух падающих лучей, приближающихся параллельно главной оси двойной вогнутой линзы.Как и в случае с двойной выпуклой линзой выше, свет отклоняется к нормали при входе и отклоняется от нормали при выходе из линзы. Тем не менее, из-за разной формы двойной вогнутой линзы эти падающие лучи не сходятся в точку при преломлении через линзу. Скорее, эти падающие лучи расходятся при преломлении через линзу. По этой причине линза с двойной вогнутостью никогда не может дать реального изображения. Двойные вогнутые линзы создают виртуальные изображения. Подробнее об этом мы поговорим в следующей части урока 5.Если преломленные лучи распространяются назад за линзу, делается важное наблюдение. Продолжение преломленных лучей будет пересекаться в точке. Эта точка известна как фокус. Обратите внимание, что расходящаяся линза, такая как эта двойная вогнутая линза, на самом деле не фокусирует падающие световые лучи, параллельные главной оси; скорее, он рассеивает эти световые лучи. По этой причине говорят, что рассеивающая линза имеет отрицательное фокусное расстояние.

Теперь можно сделать первое обобщение для преломления света двойной вогнутой линзой:

Правило преломления для расходящейся линзы

Любой падающий луч, идущий параллельно главной оси расходящейся линзы, преломляется через линзу и перемещается на вдоль линии фокусной точки (т. е., в таком направлении, чтобы его продолжение проходило через фокусную точку).

Теперь предположим, что лучи света движутся к фокусной точке на пути к линзе. Из-за отрицательного фокусного расстояния для линз с двойной вогнутостью световые лучи направляются к точке фокусировки на противоположной стороне линзы. Эти лучи фактически достигнут линзы прежде, чем достигнут точки фокусировки. Эти лучи света будут преломляться, когда они входят в линзу, и преломляться, когда они выходят из линзы.Когда световые лучи входят в более плотный материал линзы, они преломляются в направлении нормали; и когда они выходят в менее плотный воздух, они преломляются прочь от нормального. Эти специфические лучи выйдут из линзы, двигаясь параллельно главной оси.


На приведенной выше диаграмме показано поведение двух падающих лучей, идущих к фокусной точке на пути к линзе. Обратите внимание, что два луча преломляются параллельно главной оси. К первому обобщению можно добавить второе обобщение для преломления света двойной вогнутой линзой.

Правила преломления для расходящейся линзы
  • Любой падающий луч, идущий параллельно главной оси расходящейся линзы, преломляется через линзу и перемещается на вдоль линии фокусной точки (то есть в таком направлении, что его продолжение проходит через фокусную точку).
  • Любой падающий луч, идущий к фокусной точке на пути к линзе, преломляется через линзу и проходит параллельно главной оси.


Третье правило преломления для линз

Вышеупомянутое обсуждение фокусируется на способе, которым сходящиеся и расходящиеся линзы преломляют падающие лучи, которые проходят параллельно главной оси или проходят через (или к) фокусной точке. Но это не единственные два возможных падающих луча. Есть множество падающих лучей, которые падают на линзу и преломляются разными способами. Тем не менее, есть три конкретных луча, которые ведут себя очень предсказуемым образом. Третий луч, который мы будем исследовать, — это луч, который проходит через точный центр линзы — через точку пересечения главной оси и вертикальной оси. Этот луч будет преломляться при входе и преломлении при выходе из линзы, но конечный эффект этого двойного преломления состоит в том, что путь светового луча не изменяется. Для тонкой линзы преломленный луч движется в том же направлении, что и падающий луч, и приблизительно совпадает с ним.Поведение этого третьего падающего луча показано на диаграмме ниже.

Теперь у нас есть три падающих луча, преломляющие свойства которых легко предсказать. Эти три луча приводят к нашим трем правилам рефракции для сходящихся и расходящихся линз. Эти три правила кратко изложены ниже.

Правила преломления для сходящейся линзы
  • Любой падающий луч, идущий параллельно главной оси собирающей линзы, преломляется через линзу и проходит через точку фокусировки на противоположной стороне линзы.
  • Любой падающий луч, проходящий через точку фокусировки на пути к линзе, преломляется через линзу и проходит параллельно главной оси.
  • Падающий луч, проходящий через центр линзы, по сути, будет продолжать движение в том же направлении, что и при входе в линзу.
Правила преломления для расходящейся линзы
  • Любой падающий луч, идущий параллельно главной оси расходящейся линзы, будет преломляться через линзу и перемещаться на по линии в точке фокусировки (т.е.е., в таком направлении, чтобы его продолжение проходило через фокусную точку).
  • Любой падающий луч, идущий к фокусной точке на пути к линзе, преломляется через линзу и проходит параллельно главной оси.
  • Падающий луч, проходящий через центр линзы, по сути, будет продолжать движение в том же направлении, что и при входе в линзу.

Эти три правила рефракции для сходящихся и расходящихся линз будут применяться в оставшейся части этого урока. Правила просто описывают поведение трех конкретных падающих лучей. Несмотря на то, что линза захватывает и преломляет множество световых лучей, для определения местоположения изображения необходимы только два луча. Итак, продолжая этот урок, выберите два ваших любимых правила (обычно те, которые легче всего запомнить) и примените их к построению диаграмм лучей и определению местоположения и характеристик изображения.

Хотим предложить… Зачем просто читать об этом и когда можно с этим взаимодействовать? Взаимодействие — это именно то, что вы делаете, когда используете одну из интерактивных функций The Physics Classroom. Мы хотели бы предложить вам совместить чтение этой страницы с использованием нашего интерактивного приложения Optics Bench Interactive. Вы можете найти это в разделе Physics Interactives на нашем сайте. Optics Bench Interactive предоставляет учащимся интерактивную среду для изучения формирования изображений с помощью линз и зеркал. Это как если бы у вас на экране был полный набор инструментов для оптики.

Физика глаза | Физика

Цели обучения

К концу этого раздела вы сможете:

  • Объясните формирование изображения на глаз.
  • Объясните, почему на периферийных изображениях отсутствуют детали и цвет.
  • Определите показатели преломления.
  • Проанализируйте аккомодацию глаза для зрения вдаль и вблизи.

Глаз, пожалуй, самый интересный из всех оптических инструментов. Глаз примечателен тем, как он формирует изображения, а также богатством деталей и цветов, которые он может обнаружить. Однако наши глаза обычно нуждаются в некоторой коррекции, чтобы достичь того, что называется «нормальным» зрением, но его следует называть идеальным, а не нормальным. Формирование изображения нашими глазами и обычная коррекция зрения легко анализируются с помощью оптики, обсуждаемой в разделе «Геометрическая оптика».

Рис. 1. Роговица и хрусталик глаза действуют вместе, формируя реальное изображение на светочувствительной сетчатке, которая имеет самую плотную концентрацию рецепторов в ямке и слепом пятне над зрительным нервом. Сила хрусталика глаза регулируется, чтобы обеспечить изображение на сетчатке при различных расстояниях до объекта. Здесь показаны слои тканей с разными показателями преломления в хрусталике. Однако для ясности они были опущены на других рисунках.

На рисунке 1 показана основная анатомия глаза.Роговица и хрусталик образуют систему, которая в хорошем приближении действует как единая тонкая линза. Для четкого зрения реальное изображение должно проецироваться на светочувствительную сетчатку, которая находится на фиксированном расстоянии от линзы. Хрусталик глаза регулирует свою силу, чтобы создать изображение на сетчатке для объектов на разных расстояниях. Центр изображения приходится на ямку, которая имеет наибольшую плотность световых рецепторов и наибольшую остроту (резкость) в поле зрения. Переменное отверстие (или зрачок) глаза вместе с химической адаптацией позволяет глазу обнаруживать интенсивность света от самой низкой наблюдаемой до 10 10 раз большей (без повреждений).Это невероятный диапазон обнаружения. Наши глаза выполняют огромное количество функций, таких как чувство направления, движения, сложных цветов и расстояния. Обработка импульсов зрительного нерва начинается с взаимосвязей в сетчатке и продолжается в головном мозге. Зрительный нерв передает сигналы, полученные глазом, в мозг.

Показатели преломления имеют решающее значение для формирования изображения с помощью линз. В таблице 1 приведены показатели преломления глаза. Наибольшее изменение показателя преломления и искривление лучей происходит на роговице, а не на линзе.Лучевая диаграмма на рисунке 2 показывает формирование изображения роговицей и хрусталиком глаза. Лучи изгибаются в соответствии с показателями преломления, приведенными в Таблице 1. Роговица обеспечивает около двух третей мощности глаза из-за того, что скорость света значительно изменяется при переходе от воздуха к роговице. Линза обеспечивает оставшуюся мощность, необходимую для создания изображения на сетчатке. Роговицу и хрусталик можно рассматривать как одну тонкую линзу, даже если световые лучи проходят через несколько слоев материала (например, роговицу, водянистую влагу, несколько слоев хрусталика и стекловидное тело), ​​меняя направление на каждой границе раздела.Формируемое изображение очень похоже на изображение, создаваемое одной выпуклой линзой. Это изображение случая 1. Изображения, сформированные в глазу, инвертируются, но мозг снова инвертирует их, чтобы они казались вертикальными.

Таблица 1. Показатели преломления, относящиеся к глазу
Материал Показатель преломления
Вода 1,33
Воздух 1,0
Роговица 1. 38
Водяная жидкость 1,34
Линза 1,41 в среднем (варьируется по всему объективу, наибольшее в центре)
Стекловидное тело 1,34

Рис. 2. Изображение формируется на сетчатке, при этом световые лучи сходятся в большей степени на роговице, а также при входе и выходе из линзы. Лучи сверху и снизу объекта отслеживаются и создают перевернутое реальное изображение на сетчатке.Расстояние до объекта рисуется меньше масштаба.

Как уже отмечалось, изображение должно попадать точно на сетчатку, чтобы обеспечить четкое зрение, то есть расстояние изображения d i должно быть равно расстоянию от линзы до сетчатки. Поскольку расстояние от линзы до сетчатки не меняется, расстояние изображения d i должно быть одинаковым для объектов на всех расстояниях. Глаз справляется с этим, изменяя оптическую силу (и фокусное расстояние) линзы, чтобы приспособиться к объектам, находящимся на разных расстояниях. Процесс настройки фокусного расстояния глаза называется аккомодации . Человек с нормальным (идеальным) зрением может четко видеть объекты на расстоянии от 25 см до практически бесконечности. Однако, хотя ближайшая точка (кратчайшее расстояние, на котором может быть получен резкий фокус) увеличивается с возрастом (становится метрами для некоторых пожилых людей), в нашем лечении мы будем считать, что она составляет 25 см.

На рис. 3 показано приспособление глаза для зрения вдаль и вблизи.Поскольку световые лучи от близлежащего объекта могут расходиться и по-прежнему попадать в глаз, линза должна быть более сужающейся (более мощной) для зрения вблизи, чем для зрения вдаль. Чтобы хрусталик был более сужающимся, он становится толще под действием окружающей его цилиарной мышцы. Глаз наиболее расслаблен при наблюдении за удаленными объектами, что является одной из причин того, что микроскопы и телескопы предназначены для получения удаленных изображений. Зрение очень далеких объектов называется полностью расслабленным , в то время как близкое зрение называется приспособленным , причем самое близкое зрение — полностью приспособленным .

Рис. 3. Расслабленное и комфортное зрение для удаленных и близких объектов. (а) Световые лучи из одной и той же точки на удаленном объекте должны быть почти параллельны при попадании в глаз и легче сходиться для создания изображения на сетчатке. (б) Световые лучи от ближайшего объекта могут больше расходиться и по-прежнему попадать в глаз. Чтобы собрать их на сетчатке, нужна более мощная линза, чем если бы они были параллельны.

Мы будем использовать уравнения тонкой линзы для количественного исследования формирования изображения глазом.Во-первых, обратите внимание, что сила линзы задается как [latex] p = \ frac {1} {f} \\ [/ latex], поэтому мы переписываем уравнения тонкой линзы как [latex] P = \ frac {1} { d _ {\ text {o}}} + \ frac {1} {d _ {\ text {i}}} \\ [/ latex] и [latex] \ frac {h _ {\ text {i}}} {h_ { \ text {o}}} = — \ frac {d _ {\ text {i}}} {d _ {\ text {o}}} = m \\ [/ latex].

Мы понимаем, что d i должно быть равно расстоянию от линзы до сетчатки, чтобы получить четкое зрение, и что нормальное зрение возможно для объектов на расстояниях d o = 25 см до бесконечности.

Домашний эксперимент: Ученик

Посмотрите на центральную прозрачную область чьего-либо глаза, на зрачок, при нормальном комнатном освещении. Оцените диаметр зрачка. Теперь выключите свет и затемните комнату. Через несколько минут включите свет и быстро оцените диаметр зрачка. Что происходит со зрачком, когда глаз приспосабливается к освещению в комнате? Объясните свои наблюдения.

Глаз может обнаружить впечатляющее количество деталей, учитывая, насколько маленькое изображение на сетчатке.Чтобы получить представление о том, насколько маленьким может быть изображение, рассмотрим следующий пример.

Пример 1. Размер изображения на сетчатке

Каков размер изображения на сетчатке человеческого волоса диаметром 1,20 × 10 –2 см, удерживаемого на расстоянии вытянутой руки (60,0 см)? Расстояние между линзой и сетчаткой составляет 2,00 см.

Стратегия

Мы хотим найти высоту изображения h i , учитывая, что высота объекта составляет h o = 1. 20 × 10 −2 см. Мы также знаем, что объект находится на расстоянии 60,0 см, так что d o = 60,0 см. Для четкого зрения расстояние изображения должно быть равно расстоянию от линзы до сетчатки, поэтому d i = 2,00 см. Уравнение [латекс] \ frac {h _ {\ text {i}}} {h _ {\ text {o}}} = — \ frac {d _ {\ text {i}}} {d _ {\ text {o}} } = m \\ [/ latex] можно использовать для поиска h i с известной информацией.

Решение

Единственная неизвестная переменная в уравнении [латекс] \ frac {h _ {\ text {i}}} {h _ {\ text {o}}} = — \ frac {d _ {\ text {i}}} {d_ { \ text {o}}} = m \\ [/ latex] равно h i :

[латекс] \ displaystyle \ frac {h _ {\ text {i}}} {h _ {\ text {o}}} = — \ frac {d _ {\ text {i}}} {d _ {\ text {o} }} \\ [/ latex]

Перестановка для изоляции ч i дает

[латекс] \ displaystyle {h} _ {\ text {i}} = — h _ {\ text {o}} \ cdot \ frac {d _ {\ text {i}}} {d _ {\ text {o}} }\\[/латекс]. {-4} \ text {cm} \ end {array} \\ [/ latex]

Обсуждение

Это действительно маленькое изображение не является самым маленьким различимым — то есть предел остроты зрения даже меньше этого. Ограничения остроты зрения связаны с волновыми свойствами света и будут рассмотрены в следующей главе. Некоторое ограничение также связано с внутренней анатомией глаза и обработкой информации, происходящей в нашем мозгу.

Пример 2. Диапазон мощности глаза

Вычислите оптическую силу глаза при просмотре объектов на максимальном и минимальном расстоянии при нормальном зрении, предполагая, что расстояние от линзы до сетчатки равно 2.00 см (типовое значение).

Стратегия

Для четкого зрения изображение должно быть на сетчатке, поэтому здесь d i = 2,00 см. Для дальнего зрения d o ≈ ∞, а для близкого зрения d o = 25,0 см, как обсуждалось ранее. Уравнение [латекс] P = \ frac {1} {d _ {\ text {o}}} + \ frac {1} {d _ {\ text {i}}} \\ [/ latex], как написано выше, может использоваться непосредственно для определения P в обоих случаях, поскольку мы знаем d i и d o . Мощность выражается в диоптриях, где [latex] 1 \ text {D} = \ frac {1} {\ text {m}} \\ [/ latex], поэтому мы должны выражать все расстояния в метрах.

Решение

Для зрения вдаль,

[латекс] \ displaystyle {P} = \ frac {1} {d _ {\ text {o}}} + \ frac {1} {d _ {\ text {i}}} = \ frac {1} {\ infty } + \ frac {1} {0,0200 \ text {m}} \\ [/ latex]

Поскольку [latex] \ frac {1} {\ infty} = 0 \\ [/ latex], это дает [latex] P = 0 + \ frac {50.0} {\ text {m}} = 50.0 \ text {D } \\ [/ latex] (зрение вдаль).

Теперь для близкого зрения,

[латекс] \ begin {array} {lll} P & = & \ frac {1} {d _ {\ text {o}}} + \ frac {1} {d _ {\ text {i}}} = \ frac { 1} {0.250 \ text {m}} + \ frac {1} {0.0200 \ text {m}} \\\ text {} & = & \ frac {4.00} {\ text {m}} + \ frac {50.0} {\ text {m}} = 4.00 \ text {D} +50.0 \ text {D} \\\ text {} & = & 54.0 \ text {D (близкое зрение)} \ end {array} \\ [/ latex]

Обсуждение

Для глаза с этим типичным расстоянием от линзы до сетчатки 2,00 см оптическая сила глаза колеблется от 50,0 D (для полного расслабленного зрения вдаль) до 54,0 D (для полного зрения вблизи), что на 8% больше. Это увеличение мощности для близкого зрения согласуется с предыдущим обсуждением и трассировкой лучей на рисунке 3.8% -ная способность к адаптации считается нормальной, но типична для людей в возрасте около 40 лет. У молодых людей больше приспособляемости, тогда как пожилые люди постепенно теряют способность приспосабливаться. Когда окулист определяет проблему аккомодации у пожилых людей, скорее всего, это связано с жесткостью линзы. Хрусталик глаза изменяется с возрастом таким образом, чтобы сохранить способность ясно видеть далекие объекты, но не позволяет глазу приспособиться к близкому зрению — состояние, называемое пресбиопией (буквально, старший глаз).Чтобы исправить этот дефект зрения, мы помещаем перед глазом собирающуюся линзу с положительной оптической силой, например, в очках для чтения. Обычно доступные очки для чтения оцениваются по их оптической силе в диоптриях, обычно в диапазоне от 1,0 до 3,5 D.

Сводка раздела

  • Формирование изображения глазом адекватно описывается уравнениями тонкой линзы:
    [латекс] \ displaystyle {P} = \ frac {1} {{d} _ {\ text {o}}} + \ frac {1} {{d} _ {\ text {i}}} \ text {и} \ frac {{h} _ {\ text {i}}} {{h} _ {\ text {o}}} = — \ frac {{d} _ {\ text {i}}} {{d} _ {\ text {o}}} = m \\ [/ latex].
  • Глаз создает реальное изображение на сетчатке, регулируя его фокусное расстояние и мощность в процессе, называемом аккомодацией.
  • Для близкого зрения глаз полностью приспособлен и имеет наибольшую силу, тогда как для дальнего зрения он полностью расслаблен и обладает наименьшей силой.
  • Утрата способности приспосабливаться с возрастом называется пресбиопией, которая корректируется с помощью собирающей линзы для увеличения силы зрения вблизи.

Концептуальные вопросы

  1. Если хрусталик глаза человека удален из-за катаракты (как это делалось с древних времен), почему вы ожидаете, что ему будут прописаны очковые линзы диаметром около 16 D?
  2. Катаракта — это помутнение хрусталика глаза.Он рассеивает или рассеивает свет?
  3. Когда лазерный луч попадает в расслабленный глаз с нормальным зрением для восстановления разрыва путем точечной сварки сетчатки с задней частью глаза, лучи, входящие в глаз, должны быть параллельны. Почему?
  4. Как сила сухой контактной линзы соотносится с силой ее прикосновения к слезному слою глаза? Объяснять.
  5. Почему ваше зрение такое размытое, когда вы открываете глаза во время плавания под водой? Как маска для лица обеспечивает четкое зрение?

Задачи и упражнения

Если не указано иное, расстояние от линзы до сетчатки равно 2.00 см.

  1. Какова сила глаза при просмотре объекта на расстоянии 50,0 см?
  2. Рассчитайте силу зрения при просмотре объекта на расстоянии 3,00 м.
  3. (a) Высота шрифта во многих книгах в среднем составляет 3,50 мм. Какова высота изображения отпечатка на сетчатке глаза, когда книга находится на расстоянии 30,0 см от глаза? (b) Сравните размер отпечатка с размерами палочек и колбочек в ямке и обсудите возможные детали, наблюдаемые в письмах. (Система глаз-мозг может работать лучше из-за взаимосвязей и обработки изображений более высокого порядка.)
  4. Предположим, что острота зрения определенного человека такова, что он может четко видеть объекты, образующие изображение высотой 4,00 мкм на его сетчатке. На каком максимальном расстоянии он может прочитать буквы высотой 75,0 см на борту самолета?
  5. Люди, которые выполняют очень детальную работу крупным планом, например ювелиры, часто могут четко видеть предметы на гораздо более близком расстоянии, чем обычные 25 см. а) Какова сила глаз женщины, которая может ясно видеть объект на расстоянии всего 8,00 см? (б) Каков размер изображения 1.Объект 00 мм, например, надпись внутри кольца, удерживается на таком расстоянии? (c) Каким был бы размер изображения, если бы объект находился на нормальном расстоянии 25,0 см?

Глоссарий

аккомодация: способность глаза регулировать фокусное расстояние известна как аккомодация

пресбиопия: состояние, при котором хрусталик глаза постепенно теряет способность фокусироваться на объектах, близких к зрителю

Избранные решения проблем и упражнения

1.52.0 D

3. (а) -0,233 мм; (б) Размер стержней и колбочек меньше высоты изображения, поэтому мы можем различать буквы на странице.

5. (а) +62,5 D; (б) –0,250 мм; (в) –0.0800 мм

Здоровье глаз: анатомия глаза


Под редакцией Морин А. Даффи, M.S., CVRT

О глазу и как он работает

Схема глаза, вид сбоку. Национальный институт глаза

Чтобы понять эту схему глаза, попробуйте представить его разделенным на две части, как яблоко, разрезанное пополам.Представьте, что вы смотрите в глаз со стороны разреза.

Роговица

Роговица представляет собой прозрачную куполообразную ткань, которая образует переднюю часть глаза.

Он функционирует как окно и пропускает свет в глаза. Он также начинает процесс фокусировки световых лучей, которые позволяют четко видеть слова и изображения. Роговица обеспечивает 65-75% фокусирующей способности вашего глаза.

Роговица не содержит кровеносных сосудов, но вместо этого содержит множество нервных окончаний, которые делают ее чрезвычайно чувствительной.Вот почему царапина или распущенная ресница так болезненны.

Джейк Уэлен: жизнь и борьба с кератоконусом

Джейк Уэлен — внештатный копирайтер, который большую часть своей жизни боролся с кератоконусом.

Кератоконус — это дегенеративное заболевание роговицы, прозрачной куполообразной ткани, образующей переднюю часть глаза. Кератоконус постепенно приводит к истончению роговицы, ее выпуклости / выступу наружу и приобретению конической формы. Это создает аномальное искривление глаза, которое может вызвать нечеткое зрение, проблемы с бликами, светочувствительность и даже сильную боль.

Узнайте больше об основах эффективного ухода за глазами, в том числе:

Водяная жидкость

Водянистая жидкость — это прозрачная водянистая жидкость, содержащаяся в двух камерах за роговицей, которая помогает доставлять питательные вещества к тканям глаза. Он производится цилиарным телом , тканевым кольцом, расположенным за радужной оболочкой.

По мере циркуляции водная жидкость течет в переднюю часть глаза, где она отводится трабекулярной сеткой , губчатой ​​системой фильтрации, расположенной там, где встречаются роговица и радужная оболочка. После дренирования через трабекулярную сеть жидкая водная среда проходит через небольшой проток, называемый каналом Шлемма , и всасывается в кровоток.

Здоровье вашего глаза зависит от непрерывного процесса производства, потока и дренажа этой водной жидкости. Любое прерывание этого процесса может привести к проблемам с повышенным давлением внутри глаза, например к глаукоме.

Склера

Склера представляет собой плотное белое внешнее покрытие из фиброзной ткани, которое покрывает все глазное яблоко (по всей его поверхности), за исключением роговицы.К склере прикрепляются мышцы, двигающие глаз. Название склера происходит от греческого слова «склерос», что означает «твердый».

Радужная оболочка и зрачок

Радужная оболочка — это кольцевая мембрана внутри глаза, которая окружает отверстие в центре, называемое зрачком. Радужная оболочка содержит мышцы, которые позволяют зрачку увеличиваться (открываться или расширяться) и уменьшаться (увеличиваться или сужаться). Радужная оболочка регулирует количество света, попадающего в глаз, регулируя размер зрачка.

При ярком свете радужная оболочка закрывается (или сужается) и зрачок становится меньше, чтобы ограничить количество света, попадающего в ваш глаз.

Ирисовая диафрагма при ярком свете

При тусклом свете радужная оболочка открывается (или расширяется) и увеличивает зрачок, увеличивая количество света, попадающего в ваш глаз:

Ирисовая диафрагма в тусклом свете

Кроме того, это радужная оболочка, определяющая цвет ваших глаз. У людей с карими глазами сильно пигментированная радужная оболочка, в то время как у людей с голубыми или более светлыми глазами радужная оболочка менее пигментирована.

Линза

Линза состоит из прозрачной гибкой ткани и расположена непосредственно за радужной оболочкой и зрачком. Это вторая часть вашего глаза после роговицы, которая помогает фокусировать свет и изображения на сетчатке.

Поскольку линза гибкая и эластичная, она может изменять свою изогнутую форму, чтобы фокусироваться на объектах и ​​людях, которые находятся поблизости или на расстоянии. Объектив обеспечивает 25-35% фокусирующей способности вашего глаза.

Цилиарные мышцы , которые являются частью цилиарного тела , прикрепляются к хрусталику и сокращаются или высвобождаются, чтобы изменить форму и кривизну хрусталика.

Линза становится более округлой, чтобы фокусироваться на близких объектах (см. Рисунок 1):

Рис. 1: Более округлая линза может фокусироваться на близких объектах.

Линза становится более вытянутой (или растянутой) для фокусировки на удаленных объектах (см. Рисунок 2):

Рис.2: Более удлиненная / растянутая линза может фокусироваться на удаленных объектах

Со временем линза теряет некоторая часть своей эластичности и, следовательно, теряет часть своей способности фокусироваться на близлежащих объектах. Это называется пресбиопия и объясняет, почему людям нужны очки для чтения по мере взросления.

Сосудистая оболочка

Сосудистая оболочка представляет собой темно-коричневую оболочку, богатую кровеносными сосудами, расположенную между склерой и сетчаткой. Он снабжает сетчатку кровью и питательными веществами, а также питает все другие структуры глаза.

Стекловидное тело

Стекловидное тело — это желеобразное вещество, заполняющее внутреннюю часть задней части глаза. Со временем стекловидное тело становится более жидким и может отделяться от задней части глаза, в результате чего могут образовываться плавающие помутнения.Если вы заметили новые плавающие объекты или мигающие огни, важно обратиться к офтальмологу, поскольку отслоение стекловидного тела может вызвать образование отверстия (состояние, называемое макулярным отверстием) в сетчатке.

Сетчатка и зрительный нерв

Сетчатка — это светочувствительная ткань, выстилающая внутреннюю поверхность глаза, как обои. Клетки сетчатки преобразуют поступающий свет в электрические импульсы. Эти электрические импульсы передаются по зрительному нерву (который напоминает ваш телевизионный кабель) в мозг, который в конечном итоге интерпретирует их как визуальные образы.

Макула — это небольшая чувствительная область в центре сетчатки, которая обеспечивает четкое центральное зрение. Ямка расположена в центре макулы и обеспечивает четкое зрение.

Некоторые факты о сетчатке глаза

Сетчатка — это светочувствительная ткань, выстилающая внутреннюю поверхность глаза.

Сетчатка содержит фоторецепторных клеток , которые преобразуют (или обрабатывают) поступающий свет в электрические импульсы.Эти электрические импульсы передаются по зрительному нерву (который напоминает ваш телевизионный кабель) в мозг, который в конечном итоге интерпретирует их как визуальные образы.

Есть два типа фоторецепторов: палочки и колбочки, которые являются клетками обработки света, ответственными за периферическое (боковое) и центральное (прямое) зрение.

Стержни

  • Специализированные, высокочувствительные клетки для обработки сетчатки, способные работать при слабом освещении. Они обеспечивают периферическое (или боковое) зрение, отвечают за адаптацию к темноте и наиболее чувствительны к движению / движению.Они менее чувствительны к цветовосприятию.
  • Нормальная сетчатка содержит приблизительно 120–150 миллионов стержней, в основном на периферической или внешней сетчатке.
  • Стержни обеспечивают скотопическое зрение , которое относится к зрению в условиях низкой освещенности.

Колбочки

  • Специализированные обрабатывающие клетки сетчатки, которые функционируют при ярком освещении и обеспечивают центральное (или прямое) зрение, а также резкость, детализацию и цветовое зрение.Для их работы требуется яркий свет, и они нечувствительны к более низким уровням освещенности.
  • Нормальная сетчатка содержит приблизительно 6-7 миллионов колбочек, в основном в макуле , небольшой области в центре сетчатки, которая обеспечивает четкое центральное зрение. Колбочки наиболее сконцентрированы в ямке , которая расположена в центре макулы и обеспечивает четкое зрение.
  • Колбочки обеспечивают фотопическое зрение , которое относится к зрению в условиях дневного света.

Дополнительные глазковые диаграммы

Вы можете ближе познакомиться с различными частями глаза с помощью этой интерактивной глазковой диаграммы от Национального института глаз.

Healthline.com предоставляет интерактивный онлайн-инструмент «Человеческий глаз в 3D», который поможет вам понять, как части глаза работают по отношению друг к другу.

Дополнительная информация

Вы можете узнать больше о частях глаза и аномалиях рефракции, включая миопию (близорукость), дальнозоркость (дальнозоркость) и астигматизм (как близкую, так и дальнюю размытость) в разделе «Ошибка рефракции и астигматизм» и «Руководство по глазам». Условия.

.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *