Свет, линзы и возникновение изображения

Принцип прохождения света через крохотное отверстие для получения отраженного изображения известен со стародавних времен—на нем основано устройство камеры с малым отверстием или «камеры-обскуры». Объясняется это явление довольно просто. Поскольку свет распространяется по прямым линиям, его лучи из верхней части объекта съемки попадают через маленькое отверстие только в нижнюю часть приемной зоны и наоборот: в результате создается перевернутое изображение из более ярких и более тусклых отражений. Полученное таким образом, оно оказывается довольно слабым, с нечеткими контурами. Из-за малой величины отверстия лучи света, поступающие от каждой точки объекта, проходя через него, слегка рассеиваются.

Чтобы сделать изображение ярким и четким, необходимо забрать больше света и свести лучи в одну точку, то есть сфокусировать изображение. Для этого требуется линза.

Когда луч света поступает на принимающую поверхность, например стекло, под косым углом, он отклоняется или преломляется. Это видно, если опустить ложку в стакан с водой—под определенным углом ложка действительно покажется согнутой. Если взять стеклянный диск с неровной поверхностью, который у краев будет тоньше, чем в центре, можно использовать принцип преломления, с тем чтобы свести лучи света, направить их в одну точку. Так «работает» собирательная линза. Она поглощает лучи света со всех частей объекта и фокусирует их на плоскости (бумага или пленка). Лучи с верхней и нижней, левой и правой частей объекта фокусируются на диаметрально противоположных им частях принимающей поверхности. В результате возникает четкое и подробное изображение, но перевернутое.

Собирательную линзу «добавили» к «камере-обскуре» еще в шестнадцатом веке. Еще триста лет потребовалось на то, чтобы запечатлеть изображение.