Номер 2, страница 199 - гдз по физике 7 класс учебник Пурышева, Важеевская

2*. Зачем объектив фотоаппарата делают подвижным?

2*. Объектив фотоаппарата делают подвижным для осуществления фокусировки. Это процесс, который позволяет получать резкое изображение объектов, находящихся на разном расстоянии от камеры.

Принцип работы фотоаппарата основан на том, что линза (или система линз в объективе) собирает свет от объекта и строит его действительное, уменьшенное и перевернутое изображение на светочувствительной поверхности (цифровой матрице или фотопленке).

Для того чтобы изображение было четким (резким), оно должно быть сформировано точно в плоскости матрицы. Положение этой плоскости изображения зависит от двух факторов: фокусного расстояния объектива и расстояния до самого объекта. Эта зависимость описывается формулой тонкой линзы:

$\frac{1}{d} + \frac{1}{f} = \frac{1}{F}$

где:

• $d$ – расстояние от объекта до линзы;
• $f$ – расстояние от линзы до изображения (до матрицы);
• $F$ – фокусное расстояние линзы (постоянная характеристика для данного объектива).

Из этой формулы видно, что при постоянном фокусном расстоянии $F$, расстояние до изображения $f$ напрямую зависит от расстояния до объекта $d$. Выразим $f$:

$\frac{1}{f} = \frac{1}{F} - \frac{1}{d}$

Рассмотрим два примера:

1. Фотографирование удаленного объекта (например, пейзажа). В этом случае расстояние $d$ очень велико ($d \to \infty$), и дробь $\frac{1}{d}$ стремится к нулю. Тогда $\frac{1}{f} \approx \frac{1}{F}$, что означает $f \approx F$. Изображение формируется очень близко к фокальной плоскости, на расстоянии, почти равном фокусному.
2. Фотографирование близкого объекта (например, портрета или цветка). Расстояние $d$ мало, следовательно, дробь $\frac{1}{d}$ имеет значимую величину. В этом случае расстояние до изображения $f$ будет больше фокусного расстояния $F$. Чем ближе объект, тем дальше от линзы формируется его изображение.

Поскольку матрица в фотоаппарате неподвижна, а объекты съемки могут находиться на совершенно разных расстояниях ($d$), для получения резкого кадра необходимо изменять расстояние между объективом и матрицей ($f$). Именно для этого объектив и делают подвижным. Вращая кольцо фокусировки (в ручном режиме) или при работе автофокуса, мы смещаем линзы внутри объектива, тем самым подстраивая расстояние $f$ так, чтобы плоскость резкого изображения совпала с плоскостью матрицы.

Ответ: Подвижность объектива необходима для фокусировки. Она позволяет изменять расстояние между системой линз и светочувствительной матрицей, чтобы получать резкие изображения объектов, находящихся на разном удалении от фотоаппарата, в соответствии с формулой тонкой линзы.