Tại sao điểm tập trung của ánh sáng hồng ngoại khác với điểm sáng của ánh sáng nhìn thấy?


23

Khi đọc về chụp ảnh hồng ngoại, người ta thường đề cập rằng điểm lấy nét của IR hơi khác so với ánh sáng khả kiến. Tại sao điểm lấy nét của điểm sáng hồng ngoại khác với điểm lấy nét của ánh sáng khả kiến?


Bạn cũng có thể hỏi tại sao một lăng kính có thể tách ra theo bước sóng.
dùng2338816

Điều này có lẽ nên trên Vật lý .
Raphael

Câu trả lời:


28

Đó là vì cùng một lý do mà hiện tượng quang sai màu xảy ra ở tất cả: các bước sóng ánh sáng khác nhau sẽ uốn cong ở các góc hơi khác nhau khi đi qua cùng một môi trường khúc xạ như một thấu kính. Hiện tượng quang sai trong hầu hết các ống kính nhiếp ảnh được thiết kế tốt sẽ ít nghiêm trọng hơn vì ống kính này được thiết kế để điều chỉnh cho nó ở các bước sóng khác nhau của ánh sáng khả kiến ​​và vì sự khác biệt về bước sóng giữa một đầu của phổ nhìn thấy và đầu kia không đáng kể như sự khác biệt về bước sóng ở trung tâm của phổ hồng ngoại và phổ ánh sáng khả kiến. Có những ống kính chuyên dụng được thiết kế đặc biệt cho bước sóng dài hơn của tia hồng ngoại (cũng là ống kính cho bước sóng ngắn hơn của tia UV) nhưng chúng chủ yếu dành cho các ứng dụng khác ngoài loại nhiếp ảnh được bao phủ trong phạm vi của trang web này. Chúng cũng rất đắt đối với hầu hết các nhiếp ảnh gia, hoặc là người có sở thích hoặc chuyên gia.

Ánh sáng hồng ngoại đòi hỏi một cài đặt tiêu cự khác trong ống kính vì bước sóng của ánh sáng hồng ngoại đủ khác biệt đáng kể để các tính chất khúc xạ của ống kính sẽ bẻ cong nó ở các góc khác nhau so với những gì chúng uốn cong các bước sóng khác nhau của ánh sáng khả kiến.




Điều đó nói rằng, nếu bạn có $$$ để chi tiêu cho một ống kính, có những ống kính Superachromat có sẵn cũng chính xác với tia hồng ngoại. Được sử dụng và giá rẻ, bạn có thể nhận được dưới 5 nghìn đô la - phổ biến nhất với CFE (hoặc V) Mount cho Hasselblad.
J ...

Tiếp tuyến: ống kính catadioptric có quang sai màu ít hơn nhiều do sử dụng gương để thực hiện nhiều việc lấy nét.

1
@MichaelClark Trong vật lý, bạn không bao giờ có thể loại bỏ hoàn toàn bất cứ điều gì. Đây là khá nhiều sự thật. Tuy nhiên, Superachromats mở rộng hiệu chỉnh CA vào hồng ngoại để hiệu suất tương đương với các bước sóng khả kiến.
J ...

16

nhập mô tả hình ảnh ở đâyỐng kính lý tưởng sẽ làm cho các chùm ánh sáng của mọi màu sắc đến tiêu điểm ở cùng khoảng cách với ống kính. Đó sẽ là tiêu cự của ống kính khi ống kính đang chụp ở vô cực (xa như mắt có thể nhìn thấy. Khi chúng ta chụp ảnh các vật ở gần hơn vô cực, chúng sẽ tập trung ở xa ống kính hơn. Đó là lý do tại sao chúng ta phải làm cho ống kính máy ảnh di chuyển về phía trước, cách xa bộ phim hoặc cảm biến kỹ thuật số khi tập trung vào các vật thể gần đó. Điều này là do ống kính bị hạn chế năng lượng để khúc xạ ánh sáng (nguyên nhân bị bẻ cong vào trong). yêu cầu khoảng cách xa hơn để lấy nét. Chúng tôi đang lấy nét sau (ống kính khoảng cách đến hình ảnh được chiếu tập trung).

Việc một ống kính có khả năng khúc xạ ánh sáng bị hạn chế thậm chí còn phức tạp hơn khi nói đến màu sắc. Như một vấn đề thực tế, mỗi màu sắc tập trung ở một khoảng cách khác nhau từ ống kính. Hình ảnh màu xanh gần ống kính hơn màu đỏ và màu xanh lá cây, vàng, cam, v.v ... chiếm vị trí trung gian. Bây giờ càng xa ống kính, một màu sẽ tập trung hình ảnh của màu đó càng lớn. Chúng tôi đang dùng quang sai màu. Bởi vì hình ảnh màu đỏ lớn hơn một chút và hình ảnh màu xanh là nhỏ nhất, chúng ta thấy màu viền xung quanh các vật thể. Nói cách khác, chúng tôi không thể tập trung máy ảnh của mình vào tất cả các màu cùng một lúc.

Bây giờ một thấu kính lồi có quang sai màu đối diện so với thấu kính lõm. Thực tế này cho phép các nhà sản xuất ống kính xây dựng ống kính máy ảnh bằng cách sử dụng kết hợp các yếu tố ống kính tích cực và tiêu cực. Ngoài ra độ cứng khác nhau của kính (mật độ) được sử dụng để tạo thành mảng các thành phần thấu kính trong nòng kính. Sử dụng xảo quyệt các hình dạng thủy tinh và thấu kính khác nhau để giảm thiểu nhưng không bao giờ loại bỏ quang sai màu. Hồng ngoại tập trung xa hơn từ ống kính sau đó các màu khác và tia cực tím tập trung gần ống kính hơn nhiều so với màu sắc. Các ống kính đặc biệt được tối ưu hóa cho UV và IR là có thể nhưng chúng được dành riêng cho các ứng dụng khoa học. Hầu hết các ống kính máy ảnh đều được hiệu chỉnh cao cho hầu hết các quang sai, có bảy và bạn có thể tra cứu chúng. 1. Hình cầu, 2, Hôn mê, 3. Loạn thị, 4. Độ cong của trường, 5. Biến dạng, 6. Màu sắc dọc 7.

Một lần nữa, tất cả các quang sai có thể được giảm nhẹ nhưng không thể loại bỏ được.

Khi sử dụng trang web của chúng tôi, bạn xác nhận rằng bạn đã đọc và hiểu Chính sách cookieChính sách bảo mật của chúng tôi.
Licensed under cc by-sa 3.0 with attribution required.