14 iariv lampa Frantiek Kundracik Zadanie Na fotografich

14. Žiarivá lampa František Kundracik

Zadanie Na fotografiách zachytávajúcich lampu svietiacu v tme sú niekedy vidieť lúče svetla vychádzajúce z jej stredu. Preskúmajte a vysvetlite tento jav. https: //encryptedtbn 0. gstatic. com/images? q=tbn: ANd 9 Gc. R 9 s hy_z. Ql. Hahti. B 6 Gw. S_a. Jyj. YOYBUV 9 XL 9 uen. HAYNWr 6 XYOts

Príčina javu Príčinou javu je ohyb svetla na otvore objektívu Ohyb svetla – je výrazný ak je prekážka porovnateľná s vlnovou dĺžkou svetla https: //encryptedtbn 0. gstatic. com/images? q=tbn: AN d 9 Gc. Sp. Obzm. RBIHSTm 6 S 72 O 3 w 4 h 5 ych. Xw. SIWd. PE 02 AGWu. R QM 730 fs 0 sw

Príčina javu Ako je to možné, keď vlnová dĺžka je typicky 0, 5 mikrometra a priemer šošovky aspoň cca 0. 5 cm (100 x viac)? Ohybový uhol je malý, aj na senzore bude ožiarená plocha malá: Pre 0. 5 cm objektív a 0. 5 mikrometra vlnovú dĺžku a ohniskovú vzdialenosť 50 mm, x = 0. 05 mm = 50 mikrometrov Rozmer pixelu - typicky 5 -10 mikrometrov, čiže ohybový jav má 10 -20 pixlov – veľmi výrazný jav

Ako docieliť výrazný efekt 1. Malý priemer otvoru objektívu D (čiže veľké clonové číslo, napr. f/22) http: //static. bhphotovi deo. com/explora/expl ora/sites/default/files /22_4. jpg 2. Dlhá ohnisková vzdialenosť f

Prečo nie je ohybový jav kruhový? Lebo ani otvor objektívu nie je kruhový – je tam lamelová clona https: //encryptedtbn 0. gstatic. com/images? q=tbn: ANd 9 Gc. Rnh. U 2 Ub. GFk. Tq. A 6 A 2 ogwr. Hb. ZN 7 QNZfrm. Qx-5 lhu. B 548 m. Xm 1 Vdhi. Q https: //encryptedtbn 0. gstatic. com/images? q=tbn: ANd 9 G c. Qq. MLt. Y 1 o-Vs. UDq. JGsq 589 ntl. SMng. Poy. BTTHUW 48 r. EU 8 y. BZYUPLw https: //encryptedtbn 0. gstatic. com/images? q=tbn: ANd 9 Gc. Tz. GIwqrk Fjx 9 j. Md. TUaa 00 LYLFtb. ZBYrpe-pk. JC-_u. Um. Js 84 e

Prečo nie je ohybový jav kruhový? Ďalekohľady nemajú lamelové clony https: //encryptedtbn 0. gstatic. com/images? q=tbn: tbn 0. gstatic. com/images? q=tbn ANd 9 Gc. SWwa. J 7 v. VITOLVNDZRz. C 5 : ANd 9 Gc. TUJf. ZDMk. Xq. RP 3 w_m_h rjx. Cqy. GEoy. Kv 4 JRJ 2 BDe. Jx 1147 BI yh. XQcetu_m. Zv 9 h_AZZas. SZi_KJF PW 8 g hz. PZWe. A Ale majú nepriehľadné prekážky v tubuse (pomocné zrkadlo a jeho držiaky) https: //encryptedtbn 0. gstatic. com/images? q=tbn : ANd 9 Gc. TZQW 7 Xk. Rd. Uys. Ma. WEX 71 Fmy. C 3 q. KSVFkn. RLKNZwym. KH BIh_8 v. XTp

Ako súvisí počet „lúčov“ s počtom lamiel (prekážok)? Párny počet lamiel – počet lúčov je rovný počtu lamiel Nepárny počet lamiel – počet lúčov je dvojnásobný, než počet lamiel https: //en. wikipedia. org/ wiki/Diffraction_spike

Vieme tvar a počet lúčov vypočítať? Áno, najjednoduchšie je to vtedy, ak: Zdroj svetla je ďaleko a je bodový Obraz je na senzore zaostrený Vtedy: obraz lúčov je 2 D Fourierovou transformáciou obrazu otvoru Teória – vysokoškolské učebnice optiky, ale dajú sa využiť grafické programy, ktoré vedia urobiť FT obrázku, napríklad FTL-SE (je free) https: //en. wikipedia. org/ wiki/Diffraction_spike

Postup výpočtu 1. Nakresliť obrázok otvoru v grafickom programe

Postup výpočtu 2. Otvoriť obrázok otvoru vo FTL-SE

Príklady výsledkov

Čo s úlohou? Zvládnuť nafotenie javu Meniť clonové číslo a vyhodnotiť zmeny Skúsiť dať tesne pred objektív clonu vlastného tvaru (tesne = vzdialenosť k objektívu je oveľa menšia, než jeho ohnisková vzdialenosť – môže byť problém s mobilom) Vypočítať očakávaný tvar lúčov a porovnať s nafotenými Pokročilé: odstrániť lúče z obrázka alebo pridať lúče do obrázka metódami konvolúcie a dekonvolúcie (http: //www. deconvolve. net/index. html) Pozor – lúče vznikajú aj iným spôsobom – prechodom rovnobežných lúčov cez otvory v prekážke + skreslenie perspektívou Ďakujem za pozornosť