علوم وفضاء

كاميرا الثقب: متى تتراكب صورتا نقطتين؟

امتدادا البقعتين
أصلي؛ الصفان مساهمتان منفصلتان، والنقطتان مركزان؛ الأحمر امتداد مشترك، والألوان تنظيمية. [1][4]

توسيع ثقب الكاميرا يوسّع البقع التي تصنعها نقاط الجسم. [1]

الخلاصة السريعة

قارن التباعد بعرض البقعة. [3]

  • نموذج رأسي: مصدران نقطيان، وثقب عديم السماكة بلا عدسة، ومستويات متوازية. نهمل الحيود والحجب والحركة والضجيج؛ امتداد هندسي، لا شدة أو دقة جهاز. [1][2][3]
  • S,H,L,d>0 بالملليمتر: بعد المصدرين المشترك، وتباعدهما الرأسي، وبعد الشاشة، وعرض الفتحة في المقطع، على الترتيب. [3]
  • المركز y=−LY/S لنقطة ارتفاعها Y؛ تنقلب الصورة. عرض البقعة B=d(1+L/S) وتباعد المركزين Δ=LH/S. [3]
  • عدم التراكب يتطلب Δ>B: أي H>d وL>dS/(H−d). المساواة تماس؛ عند H≤d لا يتحقق الشرط لأي L>0. التراكب لا يثبت استحالة التمييز البصري. [3]
  • مثالان مؤلفان: S=1000mm,H=20mm,L=100mm، فيكون Δ=2mm. ثقب d=1mm يعطي B=1.1mm بلا تراكب؛ وثقب d=3mm يعطي B=3.3mm متراكبًا. ليست صورًا مقيسة. [3]

حدد ما تحسبه

نموذج رأسي: مصدران نقطيان، وثقب عديم السماكة بلا عدسة، ومستويات متوازية. نهمل الحيود والحجب والحركة والضجيج؛ امتداد هندسي، لا شدة أو دقة جهاز. [1][2][3]

تزيد الفتحة الأكبر الضوء المار، لكنها توزع مساهمة النقطة على مساحة أوسع؛ لم نحسب سطوعًا أو ثقبًا أمثل. [1]

سمّ الأطوال

S,H,L,d>0 بالملليمتر: بعد المصدرين المشترك، وتباعدهما الرأسي، وبعد الشاشة، وعرض الفتحة في المقطع، على الترتيب. [3]

نقيس البعدين على محور عمودي على المستويات. [3]

افصل المركز عن الامتداد

المركز y=−LY/S لنقطة ارتفاعها Y؛ تنقلب الصورة. عرض البقعة B=d(1+L/S) وتباعد المركزين Δ=LH/S. [3]

بارتفاع q عن مركز الفتحة، −d/2≤q≤d/2؛ موضع الشعاع على الشاشة y=(1+L/S)q−LY/S. [2]

افحص الشرط الصارم

عدم التراكب يتطلب Δ>B: أي H>d وL>dS/(H−d). المساواة تماس؛ عند H≤d لا يتحقق الشرط لأي L>0. التراكب لا يثبت استحالة التمييز البصري. [3]

هو شرط لتباعد الامتدادين، ولا يتنبأ بتفاصيل الصورة الحقيقية. [1]

غيّر مدخلًا واحدًا

مثالان مؤلفان: S=1000mm,H=20mm,L=100mm، فيكون Δ=2mm. ثقب d=1mm يعطي B=1.1mm بلا تراكب؛ وثقب d=3mm يعطي B=3.3mm متراكبًا. ليست صورًا مقيسة. [3]

للثقب 3mm عند L=200mm: Δ=4mm,B=3.6mm، بلا تراكب؛ حد التماس L≈176.471mm. [3]

العرض والتباعد
أصلي؛ الأزرق Δ والذهبي B، والأحمر تماس؛ L=0 حد مرسوم فقط. [4]

المراجع

  1. MIT: الفتحة والضبابية
  2. OpenStax: الأشعة
  3. WPI: هندسة الثقب
  4. SandboxPhysics: هندسة الفتحة

تاريخ الكاميرا

أُعدّ هذا المقال بمساعدة الذكاء الاصطناعي، وخضع لمراجعة ذاتية بالأداة نفسها. لا يُنسب إلى مراجع بشري أو خبير مستقل. منهجية المحتوى.