A fényképezés fizikája alapjaiban nem egy bonyolult dolog. Legegyszerűbben a lyukkamerával lehet modellezni. Ebben az esetben ugye egy apró lyukon keresztül vetül a jól megvilágított környezet képe egy sötétben elhelyezett félig áteresztő felületre (mondjuk egy pauszpapírra). Ezt a jelenséget fényképezőgépekben egy “kicsit” finomították, a papír helyére először fényérzékeny film került, majd ugye manapság a digitális gépekbe az érzékelő CMOS vagy CCD. A másik nagy különbség, hogy nem egy egyszerű üres lyukon jut el a fény az érzékelőig, hanem egy sok tagból álló bonyolult lencserendszeren. Ezek ahhoz kellenek, hogy a kép tökéletesen éles legyen, hogy minél több fény jusson be az érzékelőre, hogy lehessen szabályozni a gyújtótávolságot, a fókuszpontot és hogy a torzításokat is kiküszöböljék. Egyetlen lencsével mindezt nem lehet megoldani, ezért van az, hogy a mobiltelefonokkal készült képek nagy része rossz(abb) minőségű.

Leképezés, érzékelés

lyukkamera camera obscura fizika fényképészet fénytan

Az első kérdés ami felmerülhet, hogy vajon hogy, jó-jó odavetíti a képet, de aztán hogy a nyavajában marad ott a kép amikor a kamerát arrébb viszem? Itt jön a képbe a fényérzékeny ún. fotópapír, vagy manapság a CCD. A fotópapír úgy működik, hogy valamilyen hordozó anyagba (általában zselatin félébe) ágyaznak ezüst-bromid kristályokat, melyekből fény hatására az ezüst kicsapódik. Értelem szerűen több fény hatására több csapódik ki. Így lesz a negatív kép, melyet aztán valamilyen “hívó” oldatba helyeznek (hidrokinon, pirogallol) egy bizonyos ideig és így lesz a fekete-fehér kép. A színes fotózás kissé bonyolultabb, de itt is az ezüst-halogenidek adják a “fényérzékeny alapot” a három alapszínnek megfelelő szűrőzött rétegben elhelyezve. A hívás során ezek képezik az alapszín rétegek negatív képcsíráit és a hívás során ezek mentén alakulnak ki a megfelelő színű szerves vegyületekből álló negatív alapszín rétegek. A digitális technikánál az ezüst vegyületet negatív töltésű ionok váltják fel, melyek az érzékelőn csoportosulnak fény hatására. Az érzékelő töltöttségének növelésével, nő a fényérzékenység, így könnyen változtatható az ISO érték a filmes technikával szemben, ahol egy ilyen művelethez ki kell cserélni az egész filmet.

Lencsék

Nézzük meg kicsit közelebbről a lencsék működését és szerepét. A lencse két gömbölyű, átlátszó felülettel határolt elem. Általában üvegből van. A gömbök középpontjai közé húzhatunk egy egyenest, ez adja a lencse tengelyét. Lencse lehet két domború, két homorú, vagy egy domború, egy homorú oldallal határolt:

lencsék típusai fizika fénytan

Ezeket elméletileg mindenki tanulta gimnáziumban is, így a lencsék fényre gyakorolt tulajdonságaival nem szeretném untatni a kedves olvasókat. Annyit azért érdemes tudni, hogy a domború lencsék fókuszpontja mindig a tárgyal átellenes oldalon van, míg a homorú lencséké nem. Egy objektív akár 14-15 különböző lencséből is állhat. Mindegyiknek megvan a saját szerepe, mert nem csak a kép tökéletes élességét kell figyelembe venni, ha nem a különböző hullámhosszú (színű) fények eltérő viselkedését is. Tipikusan ilyen jelenség a kromatikus aberráció. Nagy színkontrasztú részleteknél jelentkezik. Abból adódik, hogy amíg az egyik színt jobban elterelik a lencsék, a másikat kevésbé (a hullámhossz különbség miatt), így ilyen helyeken a határvonalon látható felül egy vékony rózsaszínes sáv alul pedig kékes, ami a két hullámhossz “szétnyílásából” keletkezik:

kromatikus aberráció torzítás színhelyesség lencse

Ezt különböző speciális bevonatú, illetve alacsony színszórású lencsetagokkal tudják korrigálni. A másik hiba amit lencsék elkövethetnek az a geometriai torzítás (párna, vagy hordó). Ezt nem lehet teljesen kiküszöbölni, főleg az extrém látoszögű lencséknél, illetve a nagy zoom átfogásúaknál.

párna és hordó torzítás lencséknél

Az utolsó lencse hiba ami még említésre méltó, a szférikus aberráció. Ez tulajdonképpen abból adódik, ha tökéletes gömb felületű a lencse. Tökéletes gömb felületű lencsével nem lehet tökéletes képet előállító objektíveket csinálni. A szférikus aberráció a kép lágyságában mutatkozik meg, a kontúrok jól láthatóvá válnak. Ennek kiküszöbölésére úgynevezett aszférikus lencséket építenek be az objektívekbe.

 

https://i2.wp.com/photocharge.kocz.hu/wp-content/uploads/2015/06/light-through-prism.jpg?fit=640%2C389https://i2.wp.com/photocharge.kocz.hu/wp-content/uploads/2015/06/light-through-prism.jpg?resize=150%2C150Koczur RichárdFotózási alapismeretekelektronika,fizika,foton
A fényképezés fizikája alapjaiban nem egy bonyolult dolog. Legegyszerűbben a lyukkamerával lehet modellezni. Ebben az esetben ugye egy apró lyukon keresztül vetül a jól megvilágított környezet képe egy sötétben elhelyezett félig áteresztő felületre (mondjuk egy pauszpapírra). Ezt a jelenséget fényképezőgépekben egy 'kicsit' finomították, a papír helyére először fényérzékeny film...