“Tập trung” nghĩa là gì?

14

A. Dozorov

Nó có nghĩa là gì - “đặt trọng tâm”?

Mọi người đều phải làm sắc nét hình ảnh, tức là thêm một hình ảnh sắc nét. Trong nhiều trường hợp, ý nghĩa của hành động này rất đơn giản và rõ ràng. Ví dụ, khi chụp ảnh để có độ sắc nét, điều đó có nghĩa là hình ảnh do đối tượng máy ảnh tạo ra phải được đặt chính xác trên lớp nhũ của phim. Trong rạp chiếu phim, nhu cầu của công chúng về hình ảnh sắc nét hơn trên màn hình xuất phát từ yêu cầu kết hợp hình ảnh của khung phim với mặt phẳng của màn hình.

Ý nghĩa của việc lấy nét có phần bị che khuất nếu không cần đến màn hình trong quá trình quan sát, chẳng hạn như nếu nhìn vật thể bằng mắt thường. Hãy làm một thí nghiệm nhỏ. Nhìn ra ngoài cửa sổ. Các vật thể ở xa được nhìn thấy khá rõ ràng. Sau đó nhìn vào các vật ở khoảng cách vài mét. Họ cũng có thể nhìn thấy rõ ràng. Cuối cùng, khi bạn đọc trang này, bạn sẽ thấy hình ảnh sắc nét của văn bản. Tất cả điều này xảy ra vì mắt “tự động” lấy nét. Quá trình này được điều khiển bởi cơ thích nghi của mắt, cơ này sẽ làm biến dạng thấu kính của mắt một cách tương ứng. Kết quả là ảnh của vật rơi chính xác vào võng mạc của mắt (có thể nói là trên màn hình) - ảnh trở nên sắc nét (Hình 1).

Nói cách khác, khi khoảng cách $d$ từ vật đến người quan sát (chính xác hơn là đến mắt người quan sát) thay đổi thì khoảng cách $f$ từ thấu kính của mắt (đường thẳng) đến võng mạc (màn hình) không thay đổi. Điều này chỉ có thể thực hiện được nếu tiêu cự

16

Hình 3. Ảnh hưởng của độ rộng chùm sáng đến độ sâu trường ảnh của ảnh. Chùm tia càng hẹp thì ảnh của các điểm A và C trên màn càng kém sắc nét.

nia. Hơn nữa, nếu bạn lấy mắt ra khỏi thị kính thì không phải tất cả các tia phát ra từ thị kính đều đi vào mắt; các điểm thực tế được quan sát (có thể nhìn thấy hình ảnh sắc nét) nếu góc nhìn α, tại đó có thể nhìn thấy vòng tròn, có thứ tự $1' \approx 3 \cdot 10^{-4}$ rad. Rõ ràng chúng ta sẽ nhìn hình ảnh từ khoảng cách có tầm nhìn tốt hơn $l_0 = 25$ cm. Khi đó đường kính cho phép của hình tròn

$$2r = l_0 \text{tg} \alpha \approx l_0 \alpha \approx 75 \cdot 10^{-4} \text{ см} = 0,075 \text{ мм.}$$

Cho các điểm A và C (xem Hình 3) trong mặt phẳng màn ảnh được biểu diễn bằng các vòng tròn tán xạ có cùng bán kính r. Trong trường hợp này, độ sâu hình học của trường (khoảng cách giữa các mặt phẳng thu được hình ảnh sắc nét của các điểm A và C) bằng

$$l_1 + l_2 \approx \frac{2rL}{D} \approx \frac{Ll_0 \alpha}{D},$$

Trong đó L là khoảng cách từ đường thẳng đến màn hình, D là đường kính của đường thẳng. Điều này cho thấy rõ ràng rằng độ sâu trường ảnh thực sự có liên quan đến độ rộng của chùm sáng.

Vì các điểm khác nhau được biểu diễn không phải bằng các điểm mà bằng các vòng tròn phân tán, điều quan trọng là các vòng tròn này không chồng lên nhau. Nếu hai vòng tròn tán xạ liền kề không trùng nhau thì mắt sẽ cảm nhận được chúng với độ phân giải cao.

Trong trường hợp này, hệ thống quang học được cho là có thể giải quyết được hai điểm này. Nếu các vòng tròn chồng lên nhau, hình ảnh sẽ tạo ra một điểm sáng, tức là các điểm do hệ thống biểu thị không được giải quyết. Khi kích thước thấu kính giảm, kích thước của vòng tròn tán xạ giảm và do đó khả năng phân giải tăng lên. Nếu đường kính của ống kính lớn thì độ phân giải sẽ thấp và thay vì hình ảnh rõ nét sẽ thu được một điểm mờ. Vì vậy, việc hạn chế chùm ánh sáng phát ra từ một vật thể là điều cơ bản.