Vergrößerung - Wikipedia
Stufenweise Vergrößerung um 6% pro Bild in ein 39-Megapixel-Bild. Im letzten Bild, etwa um das 170-fache, wird ein Bild eines Passanten in der Hornhaut des Mannes reflektiert.
Vergrößerung ist der Prozess der Vergrößerung der scheinbaren Größe, nicht der physischen Größe von etwas. Diese Vergrößerung wird durch eine berechnete Zahl, auch "Vergrößerung" genannt, quantifiziert. Wenn diese Zahl weniger als Eins ist, bezieht sich dies auf eine Verkleinerung, die manchmal als Minification oder De-Magnification bezeichnet wird.
Typischerweise bezieht sich die Vergrößerung auf das Vergrößern von Bildern oder Bildern, um mehr Details sehen zu können, die Auflösung zu erhöhen, ein Mikroskop, Drucktechniken oder eine digitale Verarbeitung zu verwenden. In allen Fällen ändert die Vergrößerung des Bildes die Perspektive des Bildes nicht.
Beispiele für Vergrößerung [ edit ]
Einige optische Instrumente bieten visuelle Hilfestellung, indem sie kleine oder entfernte Motive vergrößern.
- Eine Lupe, die eine positive (konvexe) Linse verwendet, um die Dinge größer erscheinen zu lassen, indem der Benutzer sie näher an ihr Auge halten kann.
- Ein Teleskop, das mit seiner großen Objektivlinse oder dem Hauptspiegel ein Objektiv erzeugt Bild eines entfernten Objekts und ermöglicht es dem Benutzer dann, das Bild mit einem kleineren Okular genau zu untersuchen, wodurch das Objekt größer erscheint.
- Ein Mikroskop, das ein kleines Objekt in weitem Abstand als viel größeres Bild erscheinen lässt Anschauen. Ein Mikroskop ist im Layout einem Teleskop ähnlich, mit der Ausnahme, dass sich das betrachtete Objekt in der Nähe des Objektivs befindet, das in der Regel viel kleiner ist als das Okular.
- Ein Diaprojektor, der ein großes Bild einer kleinen Dia auf eine Leinwand projiziert. Ein fotografisches Vergrößerungsgerät ist ähnlich.
Vergrößerung als Zahl (optische Vergrößerung) [ edit ]
Die optische Vergrößerung ist das Verhältnis zwischen der scheinbaren Größe eines Objekts (oder seiner Größe in einem Objekt) image) und seine wahre Größe, und somit ist es eine dimensionslose Zahl. Die optische Vergrößerung wird manchmal als "Leistung" bezeichnet (zum Beispiel "10 × Leistung"), obwohl dies zu einer Verwechslung mit der optischen Leistung führen kann.
Lineare oder transversale Vergrößerung [ edit ]
Für reale Bilder, wie auf einen Bildschirm projizierte Bilder, bedeutet Größe eine lineare Abmessung (zum Beispiel gemessen) in Millimetern oder Zoll).
Winkelvergrößerung [ edit ]
Bei optischen Instrumenten mit einem Okular kann die lineare Dimension des im Okular gesehenen Bildes (virtuelles Bild in unendlicher Entfernung) nicht angegeben werden. Größe bezeichnet den Winkel, den das Objekt im Brennpunkt (Winkelgröße) begrenzt. Streng genommen sollte man den Tangens dieses Winkels nehmen (in der Praxis macht das nur dann einen Unterschied, wenn der Winkel größer als ein paar Grad ist). Somit ist die Winkelvergrößerung gegeben durch:
wobei 
"/> der Winkel ist, der vom Objekt im vorderen Fokus verdeckt wird Punkt des Objektivs und 
ist der Winkel, den das Bild im hinteren Brennpunkt des Okulars bildet.
Beispielsweise beträgt die mittlere Winkelgröße der Mondscheibe von der Erdoberfläche aus etwa 0,52 °. So scheint der Mond durch ein Fernglas mit 10-facher Vergrößerung einen Winkel von etwa 5,2 ° zu bilden.
Bei Vergrößerungsgläsern und optischen Mikroskopen, bei denen die Größe des Objekts eine lineare Abmessung ist und die scheinbare Größe ein Winkel ist, ist die Vergrößerung das Verhältnis zwischen der scheinbaren (Winkel-) Größe, wie sie im Okular zu sehen ist Winkelgröße des Objekts, wenn es sich in der konventionellsten Entfernung der verschiedenen Sicht befindet: 25 cm vom Auge.
Eine dünne Linse, bei der schwarze Abmessungen real sind, ist grau virtuell. Die Richtung der Pfeile kann verwendet werden, um eine kartesische +/- Beschilderung zu beschreiben: von der Linsenmitte aus links oder abwärts = negativ, rechts oder aufwärts = positiv.
Nach Instrument [ edit ]]
Einzellinse [ edit ]
Die lineare Vergrößerung einer dünnen Linse ist
![] { displaystyle M = {f über f-d_ {o}}}](https://wikimedia.org/api/rest_v1/media/math/render/svg/23e5bc40e30ef3ed06dce477308f3badb7ad839c)
wobei 
Brennweite und 
ist der Abstand von der Linse zum Objekt. Beachten Sie, dass für reale Bilder 
negativ ist und das Bild invertiert ist. Für virtuelle Bilder ist positiv und das Bild ist aufrecht.
Mit 
ist der Abstand von der Linse zum Bild, 
die Höhe des Bildes und 
die Höhe des Objekts Die Vergrößerung kann auch geschrieben werden als:
Beachten Sie, dass eine negative Vergrößerung ein invertiertes Bild impliziert.
Fotografie [ edit ]
Das von einem fotografischen Film oder Bildsensor aufgenommene Bild ist immer ein reales Bild und wird normalerweise invertiert. Bei der Messung der Höhe eines invertierten Bildes unter Verwendung der kartesischen Vorzeichenkonvention (wobei die x-Achse die optische Achse ist) ist der Wert für h i negativ und als Ergebnis M wird auch negativ sein. Die traditionelle Zeichenkonvention in der Fotografie ist jedoch "real ist positiv, virtuell ist negativ". [1] Daher in der Fotografie: Objekthöhe und -abstand sind immer real und positiv. Wenn die Brennweite positiv ist, sind Höhe, Abstand und Vergrößerung des Bildes real und positiv. Nur wenn die Brennweite negativ ist, sind Höhe, Entfernung und Vergrößerung des Bildes virtuell und negativ. Daher werden die fotografischen Vergrößerungen traditionell wie folgt dargestellt:
= "/>
= ] f d o - f = d i - f f f f f {d_ {i} über d_ {o}} = {h_ {i} über h_ {o}} = {f über d_ {o} -f} = {d_ {i} -f über f}}
Telescope [ edit
Die Winkelvergrößerung eines optischen Teleskops ist gegeben durch
wobei ![f_ {o} [19659037] ist die <a href=](https://wikimedia.org/api/rest_v1/media/math/render/svg/fa60eb75fea0474edb64c4b319d7cde2595365b8)
Brennweite der Objektivlinse in einem Refraktor oder des Hauptspiegels in einem Reflektor und 
ist die Brennweite des Okulars.
Lupe [ edit ]
Die maximale Winkelvergrößerung (im Vergleich zum bloßen Auge) einer Lupe hängt davon ab, wie das Glas und das Objekt relativ zum Auge gehalten werden . Wenn die Linse so weit vom Objekt entfernt gehalten wird, dass sich der vordere Brennpunkt auf dem betrachteten Objekt befindet, kann das entspannte Auge (auf unendlich scharf gestellt) das Bild mit Winkelvergrößerung betrachten
Hier ist die Brennweite der Linse in Zentimeter. Die konstanten 25 cm sind eine Schätzung der "nahen Punkt" -Distanz des Auges - der nächsten Entfernung, auf die sich das gesunde bloße Auge fokussieren kann. In diesem Fall ist die Winkelvergrößerung unabhängig von der Entfernung zwischen Auge und Lupe.
Wenn stattdessen die Linse sehr nahe am Auge gehalten wird und das Objekt näher an der Linse angeordnet ist als der Brennpunkt, so dass der Betrachter auf den nahen Punkt fokussiert, kann eine größere Winkelvergrößerung erreicht werden
Eine andere Interpretation der Arbeitsweise des letzteren Falles ist, dass das Vergrößerungsglas die Dioptrie des Auges ändert (es myopisch macht), so dass das Objekt näher am Auge platziert werden kann, was zu einer größeren Winkelvergrößerung führt.
Mikroskop [ edit ]
Die Winkelvergrößerung eines Mikroskops ist gegeben durch
wobei 
ist die Vergrößerung des Objektivs und 
die Vergrößerung des Okulars. Die Vergrößerung des Objektivs hängt von seiner Brennweite und von der Entfernung 
zwischen objektiver hinterer Brennebene und der Brennebene des Okulars (als Tubuslänge bezeichnet):
Die Vergrößerung des Okulars hängt von seiner Brennweite ab ] und wird nach der gleichen Gleichung wie die einer Lupe (oben) berechnet.
Man beachte, dass sowohl astronomische Teleskope als auch einfache Mikroskope ein invertiertes Bild erzeugen, sodass die Gleichung für die Vergrößerung eines Teleskops oder Mikroskops häufig mit einem Minuszeichen angegeben wird. [] Zitierbedarf
Messung der Teleskopvergrößerung [ edit ]
Das Messen der tatsächlichen Winkelvergrößerung eines Teleskops ist schwierig, aber es ist möglich, die wechselseitige Beziehung zwischen der linearen Vergrößerung und der Winkelvergrößerung zu verwenden , da die lineare Vergrößerung für alle Objekte konstant ist.
Das Teleskop wird korrekt fokussiert, um Objekte in der Entfernung zu betrachten, für die die Winkelvergrößerung bestimmt werden soll, und dann wird das Objektglas als Objekt verwendet, dessen Bild als Austrittspupille bezeichnet wird. Der Durchmesser davon kann mit einem als Ramsden-Dynameter bekannten Instrument gemessen werden, das aus einem Ramsden-Okular mit Mikrometerhaaren in der hinteren Brennebene besteht. Dieses ist vor dem Teleskopokular montiert und dient zur Beurteilung des Durchmessers der Austrittspupille. Dies ist viel kleiner als der Objektglasdurchmesser, wodurch sich die lineare Vergrößerung (tatsächlich eine Verringerung) ergibt, aus der die Winkelvergrößerung bestimmt werden kann
.
Maximal verwendbare Vergrößerung [ edit ]
Mit einem beliebigen Teleskop oder Mikroskop oder einer Linse
Es besteht eine maximale Vergrößerung, über die hinaus das Bild größer erscheint, jedoch keine Details mehr zeigt. Es tritt auf, wenn das kleinste Detail, das das Instrument auflösen kann, so vergrößert wird, dass es dem feinsten Detail entspricht, das das Auge sehen kann. Eine Vergrößerung über diesem Maximum wird manchmal als "leere Vergrößerung" bezeichnet.
Für ein Teleskop von guter Qualität, das unter guten atmosphärischen Bedingungen arbeitet, ist die maximal nutzbare Vergrößerung durch Beugung begrenzt. In der Praxis wird davon ausgegangen, dass es sich um das 2-fache der Öffnung in Millimeter oder um das 50-fache der Öffnung in Zoll handelt. So hat ein Teleskop mit einem Durchmesser von 60 mm eine maximal nutzbare Vergrößerung von 120 ×. Zitat benötigt
Bei einem optischen Mikroskop mit hoher numerischer Apertur und unter Verwendung von Ölimmersion ist dies das Beste Die mögliche Auflösung beträgt 200 nm, was einer Vergrößerung um 1200 entspricht. Ohne Eintauchen in Öl liegt die maximal nutzbare Vergrößerung bei etwa 800 ×. Einzelheiten finden Sie unter Einschränkungen der optischen Mikroskope.
Kleine, billige Teleskope und Mikroskope werden manchmal mit Okularen geliefert, die eine weitaus stärkere Vergrößerung als üblich bieten.
Vergrößerung und Mikron-Balken [ edit ]
Vergrößerungszahlen auf gedruckten Bildern können irreführend sein. Die Redakteure von Zeitschriften und Magazinen passen ihre Größe routinemäßig an die Seite an, sodass die in der Abbildungslegende angegebenen Vergrößerungszahlen falsch sind. Eine Maßstabsleiste (oder Mikron-Leiste) ist eine Leiste mit der angegebenen Länge, die einem Bild überlagert wird. Diese Leiste kann verwendet werden, um genaue Messungen an einem Bild vorzunehmen. Wenn die Größe eines Bildes geändert wird, wird die Größe des Balkens proportional angepasst. Wenn ein Bild über eine Maßstabsleiste verfügt, kann die tatsächliche Vergrößerung leicht berechnet werden. Wenn die Skalierung (Vergrößerung) eines Bildes wichtig oder relevant ist, ist die Verwendung einer Skalierungsleiste der Vergrößerung vorzuziehen.
Siehe auch [ edit ]
Referenzen [ edit ]
Không có nhận xét nào:
Đăng nhận xét