Введение
Процесс увеличения кажущегося размера объекта.
Увеличение – это процесс увеличения кажущегося, а не физического размера объекта. Это увеличение выражается количественно отношением размеров, называемым оптическим увеличением. Если это число меньше единицы, речь идет об уменьшении размера, иногда называемом уменьшением (демагнификацией). Как правило, увеличение связано с масштабированием изображений для более детального рассмотрения, повышением разрешения, использованием микроскопов, техник печати или цифровой обработки. Во всех случаях увеличение изображения не изменяет перспективу.
Примеры увеличения
Некоторые оптические приборы обеспечивают визуальную помощь, увеличивая небольшие или удаленные объекты. Лупа, использующая положительную (выпуклую) линзу, чтобы предметы казались больше, позволяя пользователю рассматривать их с близкого расстояния. Телескоп, использующий большую объективную линзу или главное зеркало для создания изображения удаленного объекта, а затем позволяющий пользователю детально изучать это изображение с помощью меньшего окуляра, тем самым увеличивая объект. Микроскоп, который создает увеличенное изображение небольшого объекта на комфортном для просмотра расстоянии. Микроскоп имеет схожую конструкцию с телескопом, но рассматриваемый объект находится близко к объективу, который обычно значительно меньше окуляра. Слайд-проектор проецирует увеличенное изображение небольшого слайда на экран. Фотографический увеличитель работает по схожему принципу. Зум-объектив – это система линз камеры, позволяющая изменять фокусное расстояние и угол обзора.
Отношение размеров (оптическое увеличение)
Оптическое увеличение — это отношение кажущегося размера объекта (или его размера на изображении) к его фактическому размеру, и, следовательно, является безразмерной величиной. Оптическое увеличение иногда называют "кратности" (например, "10-кратная кратность"), хотя это может привести к путанице с оптической силой.
Линейное или поперечное увеличение
Для реальных изображений, таких как изображения, проецируемые на экран, размер означает линейное измерение (например, в миллиметрах или дюймах).
Угловое увеличение
Для оптических приборов с окуляром нельзя указать линейный размер изображения, видимого в окуляре (виртуальное изображение на бесконечности), поэтому под размером понимается угол, под которым объект виден в фокальной плоскости (угловой размер). Строго говоря, следует брать тангенс этого угла (на практике это имеет значение только при углах, превышающих несколько градусов). Таким образом, угловое увеличение определяется следующим образом:
где α – угол, под которым объект виден в передней фокальной точке объектива, а β – угол, под которым изображение виден в задней фокальной точке окуляра. Например, средний угловой размер диска Луны, наблюдаемый с поверхности Земли, составляет около 0,52°. Следовательно, в бинокль с 10-кратным увеличением Луна выглядит под углом около 5,2°. По соглашению, для луп и оптических микроскопов, где размер объекта является линейной величиной, а видимый размер – углом, увеличение определяется как отношение видимого (углового) размера в окуляре к угловому размеру объекта, расположенного на обычном ближайшем расстоянии ясного зрения: 25 см от глаза.
Фотография
Изображение, зафиксированное на фотопленке или матрицей, всегда является реальным и обычно перевернутым. При измерении высоты перевернутого изображения с использованием декартовой системы знаков (где ось x совпадает с оптической осью), значение *h* будет отрицательным, и, следовательно, M также будет отрицательным. Однако традиционная система знаков, используемая в фотографии, подразумевает: "реальное – положительное, виртуальное – отрицательное". Таким образом, в фотографии: высота и расстояние до объекта всегда реальны и положительны. Когда фокусное расстояние положительно, высота, расстояние и увеличение изображения также реальны и положительны. Только при отрицательном фокусном расстоянии высота, расстояние и увеличение изображения становятся виртуальными и отрицательными. Поэтому формулы традиционно представляются в виде
Измерение увеличения телескопа
Измерение фактического углового увеличения телескопа затруднительно, но можно использовать обратную зависимость между линейным и угловым увеличением, поскольку линейное увеличение постоянно для всех объектов. Телескоп правильно фокусируется для наблюдения объектов на расстоянии, для которого необходимо определить угловое увеличение, а затем объектив используется как объект, изображение которого известно как выходной зрачок. Диаметр этого зрачка можно измерить с помощью прибора, известного как динамиметр Рамсдена, который состоит из окуляра Рамсдена с микрометрическими нитями в задней фокальной плоскости. Он устанавливается перед окуляром телескопа и используется для оценки диаметра выходного зрачка. Этот диаметр будет значительно меньше диаметра объектива, что дает линейное увеличение (фактически уменьшение), а угловое увеличение можно определить из…
"Увеличение" отображаемых изображений
Цифры увеличения на изображениях, представленных в печати или в интернете, могут быть обманчивыми. Редакторы журналов и изданий часто изменяют размер изображений, чтобы они соответствовали странице, из-за чего любое указанное в подписи к рисунку значение увеличения становится неточным. Изображения, отображаемые на экране компьютера, меняют размер в зависимости от размера экрана. Шкала (или микрометровая шкала) – это полоса известной длины, наложенная на изображение. При изменении размера изображения шкала будет изменяться пропорционально. Если на изображении есть шкала, фактическое увеличение можно легко рассчитать. Если масштаб (увеличение) изображения важен или имеет значение, предпочтительнее указывать шкалу, чем значение увеличения.