Back to the topics list

máy ảnh

Giới thiệu về Máy ảnh và Quang học

Trong bài học này, chúng ta sẽ khám phá thế giới hấp dẫn của máy ảnh và mối quan hệ của chúng với quang học, một nhánh của vật lý liên quan đến nghiên cứu ánh sáng. Máy ảnh, cả kỹ thuật số và analog, thu ánh sáng để tạo ra hình ảnh và việc hiểu các nguyên tắc quang học có thể nâng cao hiểu biết của chúng ta về cách hoạt động của máy ảnh.

Các khái niệm cơ bản về quang học

Quang học là một nhánh của vật lý liên quan đến hành vi và tính chất của ánh sáng, bao gồm cả sự tương tác của nó với vật chất. Trước khi đi sâu vào cách máy ảnh sử dụng quang học để chụp ảnh, chúng ta hãy xem xét một số khái niệm chính về quang học:

• Ánh sáng : Ánh sáng là một dạng bức xạ điện từ mà mắt người có thể nhìn thấy được. Nó di chuyển theo sóng và có thể được mô tả bằng bước sóng và tần số của nó.
• Sự phản xạ : Đây là hiện tượng ánh sáng phản xạ khỏi một vật thể. Gương là ví dụ phổ biến của bề mặt phản chiếu.
• Khúc xạ : Khúc xạ là sự thay đổi hướng của sóng ánh sáng do sự thay đổi tốc độ của nó. Điều này xảy ra khi ánh sáng truyền từ môi trường này sang môi trường khác, giống như không khí sang nước.
• Thấu kính : Thấu kính là một miếng vật liệu trong suốt, thường là thủy tinh hoặc nhựa, có ít nhất một bề mặt cong, dùng để khúc xạ ánh sáng và tạo thành hình ảnh.

Máy ảnh: Tổng quan

Về cốt lõi, máy ảnh là một dụng cụ quang học thu ánh sáng để tạo thành hình ảnh. Các thành phần chính của máy ảnh bao gồm thân máy, ống kính, màn trập, khẩu độ và cảm biến hình ảnh (hoặc phim ở máy ảnh truyền thống).

Ống kính và tiêu cự

Ống kính được cho là bộ phận quan trọng nhất của máy ảnh. Nó tập hợp và tập trung ánh sáng vào cảm biến hình ảnh hoặc phim để tạo ra hình ảnh. Độ dài tiêu cự của ống kính, thường được đo bằng milimét (mm), xác định góc xem của ống kính (bao nhiêu cảnh sẽ được chụp) và độ phóng đại của hình ảnh. Ống kính có thể được phân loại thành:

• Góc rộng : Chúng có tiêu cự ngắn và cung cấp góc nhìn rộng về khung cảnh. Lý tưởng cho cảnh quan.
• Telephoto : Ống kính tiêu cự dài cung cấp tầm nhìn hẹp. Chúng được sử dụng để đưa các vật ở xa lại gần hơn.
• Prime : Ống kính có tiêu cự cố định. Được biết đến với độ sắc nét và hiệu suất ánh sáng yếu.
• Thu phóng : Ống kính có tiêu cự thay đổi, mang lại sự linh hoạt trong việc định khung ảnh mà không cần thay đổi ống kính.

Khẩu độ và độ sâu trường ảnh

Khẩu độ là lỗ mở bên trong ống kính để ánh sáng đi qua. Nó được định lượng bằng cách sử dụng các số f (ví dụ: f/2.8, f/8), với các số thấp hơn biểu thị khẩu độ rộng hơn. Khẩu độ rộng hơn cho phép nhiều ánh sáng đến được cảm biến hình ảnh hơn, giúp cảm biến này hữu ích trong điều kiện ánh sáng yếu. Khẩu độ cũng ảnh hưởng đến độ sâu trường ảnh , tức là phạm vi cảnh được lấy nét. Khẩu độ rộng (ví dụ: f/2.8) tạo ra độ sâu trường ảnh nông, lấy nét vào đối tượng trong khi làm mờ hậu cảnh.

Tốc độ màn trập

Màn trập kiểm soát thời lượng mà cảm biến hoặc phim của máy ảnh tiếp xúc với ánh sáng. Tốc độ màn trập được đo bằng giây hoặc phần nhỏ của giây. Tốc độ màn trập nhanh (ví dụ: 1/1000 giây) đóng băng chuyển động, trong khi tốc độ màn trập chậm (ví dụ: 1 giây) có thể tạo ra hiệu ứng nhòe chuyển động, minh họa chuyển động của vật thể.

Cảm biến hình ảnh: Cảm biến phim và kỹ thuật số

Trong máy ảnh phim truyền thống, phim nhạy sáng sẽ ghi lại hình ảnh. Trong máy ảnh kỹ thuật số, vai trò này được thực hiện bởi cảm biến hình ảnh, thường là cảm biến CCD (thiết bị ghép điện tích) hoặc cảm biến CMOS (chất bán dẫn oxit kim loại bổ sung). Cảm biến chuyển đổi ánh sáng thành tín hiệu điện để tạo ra hình ảnh kỹ thuật số.

Thử nghiệm với ánh sáng và ống kính

Để hiểu rõ hơn ống kính ảnh hưởng như thế nào đến cách chúng ta chụp ảnh, hãy xem xét thí nghiệm đơn giản này:

1. Lấy một chiếc kính lúp và một mảnh giấy.
2. Vào một ngày nắng, hãy cầm kính lúp lên trên tờ giấy, điều chỉnh khoảng cách cho đến khi tìm được điểm mà ánh sáng mặt trời tập trung vào điểm nhỏ nhất có thể. Điểm này được gọi là tiêu điểm.
3. Quan sát cường độ ánh sáng tại tiêu điểm. Điều này chứng tỏ thấu kính có thể tập trung ánh sáng như thế nào, một nguyên tắc mà máy ảnh sử dụng để tạo ra hình ảnh sáng, rõ ràng.

Phần kết luận

Hiểu các nguyên tắc quang học là điều cần thiết để nắm bắt cách thức hoạt động của máy ảnh. Từ cách ống kính tập trung ánh sáng để tạo ra hình ảnh, đến việc sử dụng khẩu độ và tốc độ màn trập để kiểm soát độ phơi sáng, quang học đóng một vai trò quan trọng trong nhiếp ảnh. Bằng cách áp dụng những khái niệm này, các nhiếp ảnh gia có thể điều khiển ánh sáng và phối cảnh để đạt được kết quả mong muốn, ghi lại những khoảnh khắc kịp thời qua ống kính máy ảnh.