Tema 6 lumina_in_fotografie

download Tema 6 lumina_in_fotografie

If you can't read please download the document

Embed Size (px)

Transcript of Tema 6 lumina_in_fotografie

  • 1. Tema VI-aLUMINA IN FOTOGRAFIE 6.0 Lumina, este aceea parte a energiei radiante, capabila sa produca prin intermediul ochiului senzatii vizuale .Energia radianta, este forma de energie care se propaga prin unde electro - magnetice ( radiatii ) si are spectrul de manifestare, prezentat in Fig. 156 1m0,1 mm 1 0,1 unde unde US underaze x raze unde cosmiceradio IRUV spectrul vizibilFig.156Dupa cum se vede in Fig. 143, spectrul vizibil are o plaja restransa ( 780 380 nm.), fiind la randul sau divizat in grupuri de unde, care excita ter- minatiile nervoase ale ochilor, in mod diferit ( diferite culori, vezi Fig. 157 )galben violetIRportocaliu albastruUV780rosu 627 589 556495420 380verde spectrul vizibil Fig.157 In domeniul spectrului vizibil, nu exista delimitari de la o culoare la alta, ochiul omenesc fiind impresionat atat de culorile primare cat si de cele interme- diare . S-a constatat insa, ca ochiul este mai sensibil pentru o anumita parte a spectrului, sensibilitatea sa fiind astfel dependenta de lungimea de unda a radiatiei, respectiv de culoareseFig.158nsib780 627 589 556495420 380 www.photocami.ro

2. Dupa cum se vede in graficul din Fig.158, sensibilitatea ochiului omenesc este minima la extremele spectrului si maxima pentru culoarea galben - verzui corespunzatoare lui - 556 nm.6.1 Marimi fotometrice si unitati de masura Fluxul luminos, respectiv fluxul energetic radiant, se exprima cu relatia : w = -------( 27 ) t in relatia prezentata w- energia radianta exprimata in joulet- timpul exprimat in secundeUnitatea de flux luminos, este lumenul, definit ca fluxul luminos emis intr- un unghi solid de un steradian, de o sursa uniforma si punctiforma de lumina cu intensitatea de o candela . Unghiul solid de un steradian reprezinta unghiul conic format din centrul unei sfere cu raza de 1 m care va cuprinde o calota cu suprafata de 1 m 2 O sursa luminoasa, are intensitatea de o candela , daca fluxul luminos pe care il va emite uniform intr-un unghi solid de un steradian, va avea valoarea de un lumen In fizica, candela, se defineste ca intensitatea luminoasa trimisa pe direc- tia normalei, pe o suprafata de 1 / 600000 m 2, de un corp negru, la temperatura de solidificare a platinei si presiunea de 101325 Pa. ( corp negru se numeste corpul a carui suprafata care nu reflecta lumina ) .Exemple de valori de intensitate luminoasa emisa :- un bec de lanterna fara reflector1-5 cd.- un bec casnic 100 W500 cd.- bec foto ( nitraphot ) 500 W 8000 cd.6.2 Clasificarea surselor de luminaSursele de lumina le putem clasifica dupa caracteristicile si modul lor de manifestare conform schemei din Fig. 159 Astfel sursele primare naturale ( soarele ) produc lumina cu spectru si intensitate variabile, in timp ce sursele artificiale ( becul electric ) produc lumina cu caracteristici constante. Sursele secundare nu produc lumina, primind-o de la sursele primare, in schimb o reflecta sau o transmit spre subiect Atat la reflexie cat si la transmisie, alaturi de pierderea de lumina prin absorbtie, datorita caracteristicilor sursei secundare se poate produce si un fenomen de restrangere a spectrului luminos . Vom spune ca reflexia sau trans- misia respectiva sunt selective. www.photocami.ro 3. naturale soarele primare artificiale( flacara, bec )SURSEneselectivareflexie + absorbtie selectiva secundare neselectivatransmisie + absorbtieFig. 159 selectiva 6.3Caracteristicile luminii -directie-forma - coerenta - raze paraleleraze convergenteraze divergente- incoerenta - lumina difuza-temperatura de culoare-intensitate 6.4 Propagarea luminiiIn reprezentarea grafica din Fig. 160 , unda are urmatoarele caracteristici: lungimea de oscilatie, amplitudinea si frecventa (nr. de oscilatii pe secunda ) lungimea de undaamplitudineafrecventaFig. 160 Printr-un mediu transparent si omogen, lumina se propaga in linie dreaptaTraseul rectiliniu al radiatiei luminoase , se numeste raza de lumina , iar manunchiul cilindric sau conic de raze, se numeste fascicol luminos Cele enuntate mai sus, se refera la traseu, traiectorie, sau directie , insa nu putem face abstractie de fenomenul de oscilatie al undelor luminoase . www.photocami.ro 4. In realitate lumina se propaga ondulatoriu asemanator undei de la suprafata unei ape, doar directia de propagare ( printr-un mediu omogen ) fiind o linie dreapta Fluxul de lumina este constituit din particule de energie fotoni care provoaca transformari electrochimice. Cu cat lumina este mai intensa ( fluxul mai puternic ) cu atat potentialul fotonilor este mai mare Deplasarea razei de lumina se face aprox. ca in Fig. 161front de unde luminoaseraza de lumina Fig. 161 Revenind la fascicolele de raze luminoase, acestea pot fi : Fascicol cu raze paralele ( Fig. 162 )Fig.162 Acestea se formeaza cand sursa de lumina se afla la infinit ( la o distanta foarte mare de subiect ) iar razele au aproximativ aceeasi intensitate luminoasa Fascicol cu raze divergente ( Fig. 163 ) Fig.163 In acest caz, toate razele de lumina pleaca din acelasi punct (de la o sur- sa punctiforma ). La acest fascicol, zona periferica are o intensitate mai slaba . Fascicol cu raze convergente Fig. ( 164 ) Fig.164www.photocami.ro 5. Toate razele de lumina converg intr-un focar.( intensitatea luminoasa maxima ) Sursa pentru acest tip de lumina poate fi o lentila convergenta . 6.5.0 Fenomene luminoase6.5.1 Interferenta luminii, Acest fenomen reprezinta interactiunea dintre razele ( undele) coerente care oscileaza cu aceeasi frecventa ( in aceeasi faza sau cu defazaj constant in timp ). Fenomenul este prezentat in graficele din Fig. 165 a si b unda Iunda IIa unda rezultata unda IIbunda rezultataunda IFig.165 In Fig.165 a , s-au intalnit doua unde de aceeasi frecventa aflate in aceeasi faza, insa de amplitudini diferite. In acest caz, amplitudinea undei rezultante va fi egala cu suma amplitudinilor undelor componente .In Fig.165 b, se intalnesc doua unde de aceeasi frecventa , defazate si cu amplitudini diferite. In acest caz, amplitudinea undei rezultante va fi egala cu diferenta dintre amplitudinile undelor componente .Fenomenul, se manifesta si in cazul fascicolelor de unde si de obicei se cauta obtinerea maximului sau minimului de interferentaPe acest fenomen,se bazeaza constructia filtrelor interferentiale , dicro- ice, sau de selectie spectrala. ( utilizate atat la fotografia color cat si la fotografia a / n ).In afara filtrelor propriu zise, se realizeaza si oglinzi semitransparente, pentru copierea prin sinteza aditiva ( indeplinirea conditiei de maximum de interferenta ) sau tratamente la suprafata lentilelor ( acestea trebuie sa inde- plineasca conditia minimului de interferenta ). www.photocami.ro 6. 6.5.2.0 Reflexia razelor de lumina Principiul reversibilitatii drumului razelor de lumina sustine ca traseul unei raze de lumina care traverseaza un sistem optic este acelasi cand raza de lumina traverseaza acelasi sistem si in sens invers.Daca pe suprafata unui corp transparent cade un fascicol incident de lumina, fluxul incident , se va imparti in trei componente, ca in Fig.166RA Fig.166T = R + A + T ( 28 ) Suma energiilor razelor reflectate R , a razelor absorbite A si a razelor transmise de corp T , este egala cu energia totala a fascicolului incident .Numim reflexie , intoarcerea din mediu din care a venit, a unei parti din fascicolul incident . Se numeste coeficient de reflexie , raportul dintre energia reflectata si energia totala initiala .R = --------( 29 ) Se mentioneaza fenomenul reflexiei selective cromatice functie de culoarea suprafetei reflectante . Numim absorbtie, pierderea de energie radianta, de catre fascicolul luminos la interactiunea cu noul mediu. Se numeste coeficientul de absorbtie , raportul dintre energia pierduta si energia totala a fascicolului incident . A = --------( 30 ) Numim transmisie, traversarea unui mediu transparent de catre o parte a fascicolului incident . Se numeste coeficient de transmisie , raportul dintre energia transmisa si energia totala a fascicolului incident . T = -------- ( 31 ) www.photocami.ro 7. Functie de culoarea mediului strabatut, se poate produce transmisie selectiva cromatica .Intre coeficienti mentionati exista relatia : + + = 1( 32 )6.5.2.1 Legile reflexiei uniforme Vom urmari fenomenul de reflexie in Fig. 167 urmarind si explicatiile din stanga figuriiI - punct de incidenta SN R NI - normala in punctul de incidenta ir SI - raza incidenta IR - raza reflectatai - unghiul de incidentar unghi de reflexie Fig.167I Legea I-a - Raza incidenta, normala la suprafata in punctul de incidenta I si raza reflectata, se gasesc in acelasi plan, numit plan de incidenta .Legea II-a - Unghiul de incidenta, este egal cu unghiul de reflexie .6.5.2.2 Coeficienti de reflexie a unor suprafete Coeficientii de reflexie vor fi influentati de forma si calitatea suprafetei reflectante. 6.5.2.3 Coeficientii de transmisie ai unor materialeDeoarece uneori utilizam lumina care a traversat diferite materiale, in tabelul urmator sunt prezentati coeficientii de transmisie pentru acestea ( valori informative )material coef. transmisie ( % )portelan 3 mm3-8 geam opalin dens gros. 1,5 3 mm15 - 35 hartie alba40 - 50 perdea, matase alba60 - 70 geam obisnuit, dublu 70 calc de desen60 - 70 acetat de celuloza folie, mat60 - 80 plexiglas transparent gros. 3 5 mm 70 80 geam ornamentat70 80 geam matuit 70 - 80 www.photocami.ro 8. geam obisnuit80geam cristal 90sticla de cuart91 - 94Este recomandabil ca totdeauna cand se utilizeaza lumina care a strabatut diferite medii sa se verifice in ce masura a fost modificata compozitia ei spectrala. ( aceasta poate fi modificata inclusiv de atmosfera ) 6.5.3.0 Refractia luminiiSe numeste refractie, schimbarea directiei de propagare a unei raze, la suprafata de separare dintre doua medii transparente diferite. Fenomenul este ilustrat in Fig. 168,I - punct de incidentaS NR NI - normalai SI - raza incidenta IR - raza reflectata IR1 raza refractata