26.6: Uharibifu

Last updated
Save as PDF

Page ID: 183301

\( \newcommand{\vecs}[1]{\overset { \scriptstyle \rightharpoonup} {\mathbf{#1}} } \) \( \newcommand{\vecd}[1]{\overset{-\!-\!\rightharpoonup}{\vphantom{a}\smash {#1}}} \)\(\newcommand{\id}{\mathrm{id}}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \( \newcommand{\kernel}{\mathrm{null}\,}\) \( \newcommand{\range}{\mathrm{range}\,}\) \( \newcommand{\RealPart}{\mathrm{Re}}\) \( \newcommand{\ImaginaryPart}{\mathrm{Im}}\) \( \newcommand{\Argument}{\mathrm{Arg}}\) \( \newcommand{\norm}[1]{\| #1 \|}\) \( \newcommand{\inner}[2]{\langle #1, #2 \rangle}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \(\newcommand{\id}{\mathrm{id}}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \( \newcommand{\kernel}{\mathrm{null}\,}\) \( \newcommand{\range}{\mathrm{range}\,}\) \( \newcommand{\RealPart}{\mathrm{Re}}\) \( \newcommand{\ImaginaryPart}{\mathrm{Im}}\) \( \newcommand{\Argument}{\mathrm{Arg}}\) \( \newcommand{\norm}[1]{\| #1 \|}\) \( \newcommand{\inner}[2]{\langle #1, #2 \rangle}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\)\(\newcommand{\AA}{\unicode[.8,0]{x212B}}\)

Malengo ya kujifunza

Mwishoni mwa sehemu hii, utaweza:

Eleza uharibifu wa macho.

Lenses halisi hutenda tofauti na jinsi wanavyoelekezwa kwa kutumia equations nyembamba ya lens, huzalisha uharibifu. Ukosefu ni kuvuruga katika picha. Kuna aina mbalimbali za kutofautiana kutokana na ukubwa wa lens, nyenzo, unene, na nafasi ya kitu. Aina moja ya kawaida ya uharibifu ni upungufu wa chromatic, unaohusiana na rangi. Kwa kuwa index ya kukataa kwa lenses inategemea rangi au wavelength, picha zinazalishwa katika maeneo tofauti na kwa ukuzaji tofauti kwa rangi tofauti. (Sheria ya kutafakari ni huru ya wavelength, na hivyo vioo hawana tatizo hili. Hii ni faida nyingine kwa vioo katika mifumo ya macho kama vile darubini.) Kielelezo\(\PageIndex{1a}\) kinaonyesha uharibifu wa chromatic kwa lens moja ya convex na marekebisho yake ya sehemu na mfumo wa lens mbili. Mionzi ya Violet imepigwa zaidi kuliko nyekundu, kwa kuwa ina index ya juu ya kukataa na hivyo inalenga karibu na lens. Lens diverging sehemu hurekebisha hii, ingawa kwa kawaida haiwezekani kufanya hivyo kabisa. Lenses ya vifaa tofauti na kuwa na dispersions tofauti inaweza kutumika. Kwa mfano, doublet ya achromatic yenye lens inayobadilika iliyofanywa kwa kioo cha taji na lens inayojitokeza iliyofanywa kwa kioo cha jiwe katika kuwasiliana inaweza kupunguza kasi ya upungufu wa chromatic (Kielelezo\(\PageIndex{1b}\)).

Sehemu ya a inaonyesha lens moja ya mbonyeo. Mionzi nyeupe ya chanzo cha mwanga inavutia kando na mhimili wa macho wa lens. Wigo unaoonekana wa mwanga hufutwa kutoka kwa lens na huanguka kwenye mhimili. Mionzi ya violet imeinama zaidi ya mionzi nyekundu na imelenga karibu na lenzi iliyoonyeshwa kama dots V na R mahali tofauti. Sehemu ya b inaonyesha lens ya mara mbili ya achromatic. Mionzi nyeupe ya chanzo cha mwanga inavutia kando na mhimili wa macho wa lens. Rays ni kupata refracted ndani ya lens na wigo inayoonekana ya mwanga ni kuanguka katika hatua moja ya mhimili inavyoonekana kama nukta. — Kielelezo\(\PageIndex{1}\): (a) Ukosefu wa chromatic unasababishwa na utegemezi wa index ya lens ya kukataa rangi (wavelength). Lens ni nguvu zaidi kwa violet (V) kuliko nyekundu (R), huzalisha picha na maeneo tofauti na ukuzaji. (b) Mifumo mingi ya lens inaweza kusahihisha upungufu wa chromatic, lakini inaweza kuhitaji lenses ya vifaa tofauti na kuongeza gharama ya mifumo ya macho kama vile kamera.

Mara nyingi katika mfumo wa upigaji picha kitu ni mbali-katikati. Kwa hiyo, sehemu tofauti za lens au kioo hazipunguzi au kutafakari picha kwa hatua sawa. Aina hii ya uharibifu inaitwa coma na inavyoonekana kwenye Kielelezo\(\PageIndex{2}\). Picha katika kesi hii mara nyingi inaonekana umbo la pear. Mwingine aberration ya kawaida ni spherical aberration ambapo rays converging kutoka kingo ya nje ya lenzi hujiunga na lengo karibu na lens na rays karibu na mhimili lengo zaidi (Kielelezo\(\PageIndex{3}\)). Uharibifu kutokana na astigmatism katika lenses ya macho hujadiliwa katika “Marekebisho ya Maono,” na chati inayotumiwa kuchunguza astigmatism inavyoonekana kwenye kiungo. Vikwazo vile na pia inaweza kuwa suala na lenses za viwandani.

Picha inaonyesha lens ya biconvex. Mionzi inayotokana na pointi sio kwenye mhimili wa macho inavutia lens. Jozi ya mionzi hujiunga na pointi tofauti za kuzingatia, lakini hakuna hatua moja ambapo mionzi yote hujiunga. — Kielelezo\(\PageIndex{2}\): Coma ni uharibifu unaosababishwa na kitu kilicho mbali-katikati, mara nyingi husababisha picha ya umbo la pear. Mionzi hutoka kwenye pointi ambazo hazipo kwenye mhimili wa macho na haziunganishi kwenye hatua moja ya kawaida.

Picha inaonyesha lens inayobadilika ya spherical. Mionzi ya mwanga ni kupiga lens na kugeuka kwa pointi tofauti. Nafasi hizi za kuzingatia zinategemea eneo gani la lens mwanga hupiga. — Kielelezo\(\PageIndex{3}\): Upungufu wa spherical unasababishwa na mionzi inayozingatia umbali tofauti kutoka kwa lens.

Picha iliyozalishwa na mfumo wa macho inahitaji kuwa mkali wa kutosha kutambuliwa. Mara nyingi ni changamoto ya kupata picha ya kutosha. Mwangaza hutegemea kiasi cha mwanga unaopita kupitia mfumo wa macho. Vipengele vya macho vinavyoamua mwangaza ni kipenyo cha lens na kipenyo cha wanafunzi, diaphragms au aperture ataacha kuwekwa mbele ya lenses. Mifumo ya macho mara nyingi huwa na wanafunzi wa kuingia na kutoka ili kupunguza upotofu hasa lakini bila shaka hupunguza mwangaza pia. Kwa hiyo, mifumo ya macho inahitaji kugonga usawa kati ya vipengele mbalimbali vinavyotumiwa. Iris katika jicho hupunguza na hupunguza, akifanya kama mwanafunzi wa mlango. Unaweza kuona vitu kwa uwazi zaidi kwa kuangalia kupitia shimo ndogo lililofanywa kwa mkono wako kwa sura ya ngumi. Kuchochea, au kutumia shimo ndogo kwenye kipande cha karatasi, pia itafanya kitu kuwa kali.

Hivyo ni jinsi gani makosa yamesahihishwa? Lenses pia inaweza kuwa na nyuso maalum umbo, kinyume na sura rahisi spherical ambayo ni rahisi kuzalisha. Lenses za kamera za gharama kubwa ni kubwa kwa kipenyo, ili waweze kukusanya mwanga zaidi, na wanahitaji vipengele kadhaa vya kurekebisha kwa makosa mbalimbali. Zaidi ya hayo, maendeleo katika sayansi ya vifaa yamesababisha lenses na fahirisi mbalimbali za refractive - kitaalam inajulikana kama index hadhi (GRIN) lenses. Mara nyingi tamasha huwa na uwezo wa kutoa uwezo mbalimbali wa kulenga kwa kutumia mbinu zinazofanana. Lenses GRIN ni muhimu hasa mwishoni mwa nyuzi za macho katika endoscopes. Mbinu za kompyuta za juu zinaruhusu marekebisho mbalimbali kwenye picha baada ya picha imekusanywa na sifa fulani za mfumo wa macho zinajulikana. Baadhi ya mbinu hizi ni matoleo ya kisasa ya kile kinachopatikana kwenye vifurushi vya kibiashara kama Adobe Photoshop.

Muhtasari

Uharibifu au uharibifu wa picha unaweza kutokea kutokana na unene wa mwisho wa vyombo vya macho, kutokamilika katika vipengele vya macho, na mapungufu juu ya njia ambazo vipengele vinatumiwa.
Njia za kurekebisha upungufu hutofautiana kutoka vipengele bora hadi mbinu za computational.

faharasa

upotovu: kushindwa kwa mionzi kugeuka kwa lengo moja kwa sababu ya mapungufu au kasoro katika lens au kioo