张可
吃饭时拍个照,旅游时拍个照,健身时拍个照,看书时也要拍个照,不发QQ空间,不发朋友圈,都好像少了很多的乐趣。拍照记录了我们生活中所有美好的时刻。翻看小时候的照片,你是否也曾好奇,小小的相机是如何能有拓印天地的能力呢?
★小孔成像与世界名画
我们很难想象,几千年前墨子发现小孔成像的原理时是什么心情了。
所谓小孔成像,就是你将有小孔的硬纸板立在桌面上,一边点有蜡烛,蜡光直线传播,透过小孔,在另一面呈现一个倒立的影像。墨子那时没有蜡烛,他很可能是透过墙上的小孔,看到了人或者物的倒影。在科学不发达的当时,那个景象总感觉是一件有些魔幻的事。
后来,亚里士多德也发现了小孔成像,还在书里提到“暗箱”。暗箱当然不是“暗箱操作”,而是15世纪在画家圈子里非常流行的一种绘画工具。
那时画家们用暗箱,通过小孔成像的原理,把景象投射在毛玻璃上,再进行临摹。大画家们也都是从临摹开始的。后来有人分析,世界名画《戴珍珠耳环的少女》,很可能就是通过小孔成像临摹出来的。
后来人们把庞大的暗箱变小,再变小,变得可以随身携带,再后来,为了让投影更清晰,他们给暗箱上装上了凸透镜,于是有了对焦的功能。
★凸透镜成像原理
能不能把暗箱投影的画面直接保存下来?正是这样的想法,和显影、定影材料的发明,相机诞生了。现在的相机,动辄几千,上万,其实他们的原理都一样一凸透镜成像。
凸透镜成像类似小孔成像,物件在两倍焦距外,会以缩小倒立的影像被捕捉到。在一倍焦距和两倍焦距之间,捕捉到的影像是倒立放大的。如果你见过胶卷,胶片小小的,只有捕捉到的画面缩小了,才能被那方寸的空间记录下来。
当你举起相机,透过取景框观察,然后摁下快门,听到“咔嚓”一声,才完成了拍照的整个仪式。那“快门”是干什么的呢?是为了让大家有时间整理表情和衣服吗?如果你这样想,那你就太臭美了。
快门像个门神,掌管着“秘密房间”的开关。秘密房間里装着显影材料,而房间外是光线折射进来的影像。
有这么一道门,你就可以管理好光线,想让它什么时候进来就什么时候让它进来。没确定好之前,你还可以臭美一下,摆出更好看的造型,然后打开门,让光线被显影材料记录下来。
其实,光线通过凸透镜折射进来,我们是没办法直接看到的。快门控制着的门是一面“镜子”,它把光线反射上来,再通过五棱镜反射到取景框里。当你摁下快门,就挪开了镜子,取景框会瞬间“黑屏”,因为光线没办法上来了,而且它也决定跑进那个秘密房间一探究竟。
凹透镜的应用
凸透镜可以聚和光线,凹透镜自然就是可以分散光线了。说起凹透镜,大家都很陌生,但是说起眼镜,就再熟悉不过。近视眼镜就是凹透镜。近视的原理就是晶状体(凸透镜)太厚,焦距太短,光线折射能力太强了,在视网膜之前就成像了。通过凹透镜的分散之后,就能刚好投影在视网膜上。远视和近视恰恰相反,是晶状体太薄,聚焦能力太弱,所以需要佩戴凸透镜来矫正,老花镜就是凸透镜。