Büyütme - Magnification

Damga, büyüteç kullanıldığında daha büyük görünür .
39 megapiksel bir görüntüye kare başına% 6 oranında adım adım büyütme. Son karede, yaklaşık 170x'de, bir seyircinin görüntüsü, adamın korneasına yansıtılır .

Büyütme , bir şeyin fiziksel boyutunu değil görünen boyutunu büyütme işlemidir . Bu büyütme, "büyütme" olarak da adlandırılan hesaplanan bir sayı ile ölçülür. Bu sayı birden az olduğunda, bazen küçültme veya büyütme olarak adlandırılan boyutta bir küçülme anlamına gelir .

Tipik olarak büyütme, daha fazla ayrıntı görebilmek için görsellerin veya görüntülerin ölçeklendirilmesi , çözünürlüğü artırma , mikroskop , baskı teknikleri veya dijital işleme ile ilgilidir . Her durumda, görüntünün büyütülmesi görüntünün perspektifini değiştirmez .

Büyütme örnekleri

Bazı optik aletler , küçük veya uzaktaki nesneleri büyüterek görsel yardım sağlar.

  • Bir büyüteç bir kullanır, pozitif (dışbükey) lens şeyler kullanıcı daha yakın onların gözüne onları tutmak için izin vererek daha büyük görünmesi için.
  • Uzaktaki bir nesnenin görüntüsünü oluşturmak için geniş objektif merceğini veya birincil aynasını kullanan ve daha sonra kullanıcının görüntüyü daha küçük bir mercek merceği ile yakından incelemesine izin veren ve böylece nesnenin daha büyük görünmesini sağlayan bir teleskop .
  • Küçük bir nesnenin rahat bir mesafede çok daha büyük bir görüntü olarak görünmesini sağlayan bir mikroskop . Bir mikroskop, görüntülenen nesnenin genellikle göz merceğinden çok daha küçük olan hedefe yakın olması dışında, yerleşim olarak bir teleskopla benzerdir.
  • Küçük bir slaydın büyük bir görüntüsünü ekrana yansıtan bir slayt projektörü . Bir fotoğraf büyütücü benzerdir.

Sayı olarak büyütme (optik büyütme)

Optik büyütme, bir nesnenin görünen boyutu (veya bir görüntüdeki boyutu) ile gerçek boyutu arasındaki orandır ve dolayısıyla boyutsuz bir sayıdır . Optik büyütme bazen "güç" olarak adlandırılır (örneğin "10 kat güç"), ancak bu, optik güçle karıştırmaya yol açabilir .

Doğrusal veya Enine büyütme

Bir ekrana yansıtılan görüntüler gibi gerçek görüntüler için boyut , doğrusal bir boyut anlamına gelir (örneğin, milimetre veya inç cinsinden ölçülür ).

Açısal büyütme

İçin optik aletler , bir ile mercek , göz merceği (görülen görüntünün doğrusal boyut sanal resim sonsuz mesafe) bu şekilde, verilen edilemez boyutu vasıtaları odak noktası (en nesne tarafından açının açısal boyutu ). Kesin olarak konuşursak, kişi bu açının tanjantını almalıdır (pratikte bu, yalnızca açı birkaç dereceden büyükse bir fark yaratır). Böylece, açısal büyütme şu şekilde verilir:

burada objektifin ön odak noktasında nesnenin maruz kaldığı açı ve göz merceğinin arka odak noktasındaki görüntünün kapsadığı açıdır.

Örneğin, Dünya yüzeyinden bakıldığında Ay'ın diskinin ortalama açısal boyutu yaklaşık 0,52 ° 'dir. Böylece, 10 kat büyütmeli dürbün sayesinde Ay, yaklaşık 5,2 ° 'lik bir açıya sahip gibi görünür.

Geleneksel olarak, nesnenin boyutunun doğrusal bir boyut ve görünen boyutun bir açı olduğu büyüteçler ve optik mikroskoplar için büyütme , göz merceğinde görülen görünen (açısal) boyut ile göz merceğinde görülen açık (açısal) boyut arasındaki orandır. nesne, geleneksel en yakın farklı görüş mesafesine yerleştirildiğinde: gözden 25 cm.

Bir İnce mercek gri siyah boyutları gerçek, sanal bulunmaktadır. Okların yönü, kartezyen +/- işaretini tanımlamak için kullanılabilir: merceğin merkezinden, sol veya aşağı = negatif, sağ veya yukarı = pozitif.

Enstrüman ile

Tek lens

Bir doğrusal büyütme ince lens olduğu

burada bir odak uzunluğu ve nesneye lens arasındaki mesafedir. İçin unutmayın gerçek görüntüler , negatif ve görüntü ters çevrilir. İçin sanal görüntülerin , pozitif ve görüntü dik olduğunu.

Mercekten görüntüye olan mesafe , görüntünün yüksekliği ve nesnenin yüksekliği ile büyütme şu şekilde de yazılabilir:

Negatif büyütmenin ters çevrilmiş bir görüntü anlamına geldiğini tekrar unutmayın.

Fotoğrafçılık

Bir fotoğraf filmi veya görüntü sensörü tarafından kaydedilen görüntü her zaman gerçek bir görüntüdür ve genellikle ters çevrilir. Tersine çevrilmiş bir görüntünün yüksekliğini kartezyen işaret kuralı kullanarak ölçerken (burada x ekseni optik eksendir) h i değeri negatif olacak ve sonuç olarak M de negatif olacaktır. Bununla birlikte, fotoğrafçılıkta kullanılan geleneksel işaret geleneği " gerçek pozitiftir, sanal negatiftir" şeklindedir. Bu nedenle fotoğrafta: Nesne yüksekliği ve mesafesi her zaman gerçek ve pozitiftir. Odak uzaklığı pozitif olduğunda görüntünün yüksekliği, mesafesi ve büyütmesi gerçek ve pozitiftir. Yalnızca odak uzaklığı negatifse, görüntünün yüksekliği, mesafesi ve büyütmesi sanal ve negatiftir. Bu nedenle, fotoğrafik büyütme formülleri geleneksel olarak şu şekilde sunulur:

Teleskop

Optik bir teleskopun açısal büyütmesi şu şekilde verilir:

ki burada bir odak bölgesinin hedefi lens bir de refraktör veya birinci aynaya bir de reflektör , ve odak uzunluğu mercek .

Büyüteç

Bir büyütecin maksimum açısal büyütmesi (çıplak gözle karşılaştırıldığında) , camın ve nesnenin göze göre nasıl tutulduğuna bağlıdır. Mercek, ön odak noktası görüntülenen nesne üzerinde olacak şekilde nesneden belli bir mesafede tutulursa, gevşemiş göz (sonsuza odaklanmış) görüntüyü açısal büyütme ile görüntüleyebilir.

Burada ise odak uzaklığı arasında objektif santimetre cinsinden. Sabit 25 cm, gözün "yakın nokta" uzaklığının bir tahminidir - sağlıklı çıplak gözün odaklanabileceği en yakın mesafe. Bu durumda açısal büyütme, göz ile büyüteç arasında tutulan mesafeden bağımsızdır.

Bunun yerine mercek göze çok yakın tutulursa ve nesne merceğe odak noktasından daha yakın yerleştirilirse, böylece gözlemci yakın noktaya odaklanırsa, yaklaşarak daha büyük bir açısal büyütme elde edilebilir.

İkinci durumun çalışmasının farklı bir yorumu, büyüteç camının gözün diyoptrisini değiştirmesidir (miyop yapar), böylece nesne göze daha yakın yerleştirilebilir ve bu da daha büyük bir açısal büyütme ile sonuçlanır.

Mikroskop

Bir mikroskobun açısal büyütmesi şu şekilde verilir:

hedefin büyütülmesi ve göz merceğinin büyütülmesi nerede . Objektif büyütme onun bağlıdır odak uzunluğu ve mesafeye amacı arka odak düzlemi arasındaki odak düzlemi arasında mercek (tüp uzunluğu olarak adlandırılır):

Göz merceğinin büyütmesi odak uzaklığına bağlıdır ve büyüteçle aynı denklemle hesaplanır (yukarıda).

Hem astronomik teleskopların hem de basit mikroskopların ters bir görüntü ürettiğine dikkat edin, bu nedenle bir teleskop veya mikroskobun büyütme denklemi genellikle bir eksi işaretiyle verilir .

Teleskop büyütme ölçümü

Bir teleskopun gerçek açısal büyütmesini ölçmek zordur, ancak doğrusal büyütme tüm nesneler için sabit olduğundan, doğrusal büyütme ve açısal büyütme arasındaki karşılıklı ilişkiyi kullanmak mümkündür.

Teleskop, açısal büyütmenin belirleneceği mesafedeki nesneleri görüntülemek için doğru bir şekilde odaklanır ve ardından nesne camı, görüntüsü çıkış göz bebeği olarak bilinen bir nesne olarak kullanılır . Bunun çapı , arka odak düzleminde mikrometre kıllara sahip bir Ramsden göz merceğinden oluşan ve Ramsden dynameter olarak bilinen bir alet kullanılarak ölçülebilir . Bu, teleskop göz merceğinin önüne monte edilir ve çıkış göz bebeğinin çapını değerlendirmek için kullanılır. Bu, doğrusal büyütmeyi (aslında bir küçültmeyi) veren nesne cam çapından çok daha küçük olacaktır, açısal büyütme,

.

Maksimum kullanılabilir büyütme

Herhangi bir teleskop veya mikroskop veya bir mercekle, görüntünün daha büyük göründüğü ancak daha fazla ayrıntı göstermediği maksimum bir büyütme vardır. Enstrümanın çözebileceği en ince ayrıntı, gözün görebileceği en ince ayrıntıyla eşleşecek şekilde büyütüldüğünde ortaya çıkar. Bu maksimumun üzerindeki büyütme bazen "boş büyütme" olarak adlandırılır.

İyi atmosferik koşullarda çalışan kaliteli bir teleskop için, maksimum kullanılabilir büyütme kırınım ile sınırlıdır . Pratikte, milimetre cinsinden 2 × açıklık veya inç cinsinden açıklığın 50 × katı olarak kabul edilir; bu nedenle, 60 mm çaplı bir teleskopun maksimum 120 × kullanılabilir büyütme oranı vardır.

Yüksek sayısal açıklığa sahip olan ve yağa daldırmayı kullanan bir optik mikroskopla , mümkün olan en iyi çözünürlük, yaklaşık 1200 × büyütmeye karşılık gelen 200 nm'dir. Yağa daldırmadan, maksimum kullanılabilir büyütme 800 × civarındadır. Ayrıntılar için optik mikroskopların sınırlamalarına bakın .

Küçük, ucuz teleskoplar ve mikroskoplar bazen kullanılabilir olandan çok daha yüksek büyütme sağlayan göz mercekleriyle birlikte verilir.

Büyütme ve mikron çubuk

Basılı resimlerdeki büyütme rakamları yanıltıcı olabilir. Dergi ve dergi editörleri, resimleri sayfaya sığacak şekilde rutin olarak yeniden boyutlandırarak şekil açıklamasında verilen büyütme sayısını yanlış yapar. Bir ölçek çubuğu (veya mikron çubuk), bir resmin üzerine yerleştirilmiş, belirtilen uzunlukta bir çubuktur. Bu çubuk, bir resim üzerinde doğru ölçümler yapmak için kullanılabilir. Bir resim yeniden boyutlandırıldığında, çubuk orantılı olarak yeniden boyutlandırılacaktır. Bir resmin ölçek çubuğu varsa, gerçek büyütme kolayca hesaplanabilir. Bir görüntünün ölçeğinin (büyütme) önemli veya ilgili olduğu durumlarda, büyütmeyi belirtmek yerine bir ölçek çubuğu dahil olmak üzere tercih edilir.

Ayrıca bakınız

Referanslar