張可
吃飯時拍個照,旅游時拍個照,健身時拍個照,看書時也要拍個照,不發(fā)QQ空間,不發(fā)朋友圈,都好像少了很多的樂趣。拍照記錄了我們生活中所有美好的時刻。翻看小時候的照片,你是否也曾好奇,小小的相機(jī)是如何能有拓印天地的能力呢?
★小孔成像與世界名畫
我們很難想象,幾千年前墨子發(fā)現(xiàn)小孔成像的原理時是什么心情了。
所謂小孔成像,就是你將有小孔的硬紙板立在桌面上,一邊點有蠟燭,蠟光直線傳播,透過小孔,在另一面呈現(xiàn)一個倒立的影像。墨子那時沒有蠟燭,他很可能是透過墻上的小孔,看到了人或者物的倒影。在科學(xué)不發(fā)達(dá)的當(dāng)時,那個景象總感覺是一件有些魔幻的事。
后來,亞里士多德也發(fā)現(xiàn)了小孔成像,還在書里提到“暗箱”。暗箱當(dāng)然不是“暗箱操作”,而是15世紀(jì)在畫家圈子里非常流行的一種繪畫工具。
那時畫家們用暗箱,通過小孔成像的原理,把景象投射在毛玻璃上,再進(jìn)行臨摹。大畫家們也都是從臨摹開始的。后來有人分析,世界名畫《戴珍珠耳環(huán)的少女》,很可能就是通過小孔成像臨摹出來的。
后來人們把龐大的暗箱變小,再變小,變得可以隨身攜帶,再后來,為了讓投影更清晰,他們給暗箱上裝上了凸透鏡,于是有了對焦的功能。
★凸透鏡成像原理
能不能把暗箱投影的畫面直接保存下來?正是這樣的想法,和顯影、定影材料的發(fā)明,相機(jī)誕生了?,F(xiàn)在的相機(jī),動輒幾千,上萬,其實他們的原理都一樣一凸透鏡成像。
凸透鏡成像類似小孔成像,物件在兩倍焦距外,會以縮小倒立的影像被捕捉到。在一倍焦距和兩倍焦距之間,捕捉到的影像是倒立放大的。如果你見過膠卷,膠片小小的,只有捕捉到的畫面縮小了,才能被那方寸的空間記錄下來。
當(dāng)你舉起相機(jī),透過取景框觀察,然后摁下快門,聽到“咔嚓”一聲,才完成了拍照的整個儀式。那“快門”是干什么的呢?是為了讓大家有時間整理表情和衣服嗎?如果你這樣想,那你就太臭美了。
快門像個門神,掌管著“秘密房間”的開關(guān)。秘密房間里裝著顯影材料,而房間外是光線折射進(jìn)來的影像。
有這么一道門,你就可以管理好光線,想讓它什么時候進(jìn)來就什么時候讓它進(jìn)來。沒確定好之前,你還可以臭美一下,擺出更好看的造型,然后打開門,讓光線被顯影材料記錄下來。
其實,光線通過凸透鏡折射進(jìn)來,我們是沒辦法直接看到的??扉T控制著的門是一面“鏡子”,它把光線反射上來,再通過五棱鏡反射到取景框里。當(dāng)你摁下快門,就挪開了鏡子,取景框會瞬間“黑屏”,因為光線沒辦法上來了,而且它也決定跑進(jìn)那個秘密房間一探究竟。
凹透鏡的應(yīng)用
凸透鏡可以聚和光線,凹透鏡自然就是可以分散光線了。說起凹透鏡,大家都很陌生,但是說起眼鏡,就再熟悉不過。近視眼鏡就是凹透鏡。近視的原理就是晶狀體(凸透鏡)太厚,焦距太短,光線折射能力太強(qiáng)了,在視網(wǎng)膜之前就成像了。通過凹透鏡的分散之后,就能剛好投影在視網(wǎng)膜上。遠(yuǎn)視和近視恰恰相反,是晶狀體太薄,聚焦能力太弱,所以需要佩戴凸透鏡來矯正,老花鏡就是凸透鏡。