Кіріспе
Көлемін үлкейту – нәрсенің физикалық емес, көзге көрінетін мөлшерін ұлғайту процесі. Бұл ұлғайту оптикалық ұлғайту деп аталатын масштаб коэффициентімен өлшенеді. Егер бұл сан бірден кем болса, ол мөлшерді кішірейтуді білдіреді, кейде бұны кішірейту (de magnification) деп те атайды. Әдетте, көлемін үлкейту – визуалды материалдарды немесе бейнелерді егжей-тегжейлі көру үшін масштабтаумен, ажыратымдылықты арттырумен, микроскоптарды, баспа техникаларын немесе цифрлық өңдеуді пайдаланумен байланысты. Барлық жағдайларда бейненің көлемін үлкейту бейненің көру бұрышын өзгерте алмайды.
Magnification is the process of enlarging the apparent size, not physical size, of something. This enlargement is quantified by a size ratio called optical magnification. When this number is less than one, it refers to a reduction in size, sometimes called de magnification. Typically, magnification is related to scaling up visuals or images to be able to see more detail, increasing resolution, using microscope, printing techniques, or digital processing. In all cases, the magnification of the image does not change the perspective of the image.
Үлкендеу үлгілері
Кейбір оптикалық құралдар кішкентай немесе алыстағы нысандарды үлкейту арқылы көруге көмектеседі. Ұлғайтқыш шыны, ол оң (дөңгелек) линзаны пайдаланып, нысандарды көзге жақын ұстауға мүмкіндік беретіндей етіп үлкейтеді. Телескоп алыс нысандардың бейнесін жасау үшін үлкен объектив линзасын немесе негізгі айнасын қолданады, содан кейін пайдаланушыға кішкентай окуляр линзасы арқылы осы бейнені жақыннан қарауға мүмкіндік береді, осылайша нысан үлкейгендей көрінеді. Микроскоп кішкентай нысанды қарауға ыңғайлы қашықтықта әлдеқайда үлкен бейне ретінде көрсетеді. Микроскоптың құрылымы телескопқа ұқсас, бірақ қаралатын нысан объективке жақын орналасады, ал объектив әдетте окулярдан әлдеқайда кіші болады. Слайд проекторы экранға кішкентай слайдтың үлкен бейнесін проекциялайды. Фото үлкейтілген проектор да осыған ұқсас. Зум линзасы – камера линзаларының элементтерінен тұратын жүйе, олардың фокустық қашықтығы мен көру бұрышын өзгертуге болады.
Өлшемі қатынасы (оптикалық ұлғайту)
Оптикалық ұлғайту – нысанның көрінетін мөлшерінің (немесе оның бейнедегі мөлшерінің) нақты мөлшеріне қатынасы, сондықтан ол өлшемсіз сан болып табылады. Оптикалық ұлғайту кейде "күш" деп те аталады (мысалы, "10× күш"), бірақ бұл оптикалық күшпен жаңылыстыруға мүмкіндік береді.
Сызықтық немесе көлденең ұлғайту
Нақты суреттерде, мысалы, экранға бейнеленген суреттерде, өлшем – сызықтық мөлшерді білдіреді (мысалы, миллиметрлермен немесе дюймдармен өлшенеді).
Бұрыштық ұлғайту
Окуляры бар оптикалық аспаптар үшін окулярда көрінетін бейненің сызықтық өлшемін (шексіз қашықтықтағы көзге көрінетін бейне) беру мүмкін емес, сондықтан өлшем дегеніміз объектінің фокус нүктесінде құрайтын бұрыш (бұрыштық өлшем). Қатаң айтқанда, осы бұрыштың тангенсін алу керек (бірақ практикада бұл айырмашылық тек бұрыш бірнеше градустан асатын жағдайда ғана байқалады). Осылайша, бұрыштық ұлғайту келесідей беріледі: мұндағы – объективтің алдыңғы фокус нүктесінде объекті құрайтын бұрыш, ал – окулярдың артқы фокус нүктесінде бейне құрайтын бұрыш. Мысалы, Жер бетінен қарағанда Айдың дискісінің орташа бұрыштық мөлшері шамамен 0,52° құрайды. Сөйтіп, 10 есе ұлғайтуы бар бинокль арқылы Ай шамамен 5,2° бұрышпен көрінеді. Конвенция бойынша, үлкейту көзілдіріктері мен оптикалық микроскоптар үшін, егер объектінің мөлшері сызықтық өлшем болса, ал көзге көрінетін мөлшері бұрыш болса, ұлғайту – окулярда көрінетін (бұрыштық) мөлшер мен объектінің бұрыштық мөлшері арасындағы қатынас болып табылады, егер объекті көзден анық көрінетін ең жақын қашықтықта, яғни 25 см қашықтықта орналасқан болса.
where is the angle subtended by the object at the front focal point of the objective and is the angle subtended by the image at the rear focal point of the eyepiece. For example, the mean angular size of the Moon's disk as viewed from Earth's surface is about 0.52°. Thus, through binoculars with 10× magnification, the Moon appears to subtend an angle of about 5.2°. By convention, for magnifying glasses and optical microscopes, where the size of the object is a linear dimension and the apparent size is an angle, the magnification is the ratio between the apparent (angular) size as seen in the eyepiece and the angular size of the object when placed at the conventional closest distance of distinct vision: 25 from the eye.
Фотография
Фотопленка немесе бейне сенсорымен тіркелген кескін әрқашан нақты кескін болып табылады және көбінесе кері жүргізілген болады. Декарт координаталық белгілеуін пайдаланып (мұнда x осі оптикалық ось) кері кескіннің биіктігін өлшеген кезде мәні теріс болады, нәтижесінде M да теріс болады. Алайда, фотографияда қолданылатын дәстүрлі белгілеу жүйесі "нақты – оң, жоқ – теріс" болып табылады. Сондықтан, фотографияда: Объектінің биіктігі мен қашықтығы әрқашан нақты және оң болады. Ошақтық қашықтық оң болғанда, кескіннің биіктігі, қашықтығы және ұлғайтуы нақты және оң болады. Ошақтық қашықтық теріс болған жағдайда ғана, кескіннің биіктігі, қашықтығы және ұлғайтуы жоқ және теріс болады. Сондықтан, формулалар дәстүрлі түрде былай көрсетіледі:
Телескоптың ұлғайтуын өлшеу
Телескоптың нақты бұрыштық ұлғаюын өлшеу қиын, бірақ сызықтық ұлғаю мен бұрыштық ұлғаю арасындағы кері байланысты қолдануға болады, себебі сызықтық ұлғаю барлық объектілер үшін тұрақты. Телескоп бұрыштық ұлғаю анықталуға тиіс қашықтықтағы объектілерді қарау үшін дұрыс бапталады, содан кейін объектив объект ретінде қолданылады, оның бейнесі шығу тесігі деп аталады. Оның диаметрін Рамсден динамиметрі деп аталатын құралмен өлшеуге болады, ол артқы фокустық жазықтықта микрометрлік жіптері бар Рамсден окулярынан тұрады. Бұл телескоп окулярының алдына орнатылып, шығу тесігінің диаметрін бағалау үшін қолданылады. Бұл диаметр объектив диаметрінен әлдеқайда кіші болады, бұл сызықтық ұлғаюды (немесе азайтуды) көрсетеді, ал бұрыштық ұлғаюды осыдан анықтауға болады.
Көрсетілетін суреттерді "көбейту"
Баспаға басылған немесе интернеттегі суреттердегі үлкейту көрсеткіштері қате түсінік тудыруы мүмкін. Журналдар мен басылымдардың редакторлары суреттерді бетке сәйкес келтіру үшін жиі өзгертеді, соның салдарынан сурет түсіндірмесінде берілген үлкейту саны дұрыс болмайды. Компьютер экранында көрсетілген суреттер экранның өлшеміне байланысты өзгеріп отырады. Масштаб сызығы (немесе микрон сызығы) – сурет үстіне салынған белгілі бір ұзындығы бар сызық. Сурет өлшемі өзгертілгенде, сызық та пропорционалды түрде өзгертіледі. Егер суретте масштаб сызығы болса, нақты үлкейтуді оңай есептеуге болады. Суреттің масштабы (үлкейтуі) маңызды немесе қатысты болған жағдайда, үлкейту көрсетуден гөрі масштаб сызығын қосу артық.