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展演模組名稱(實驗名稱):相機模擬裝置-對焦以及光圈與景深的關係

團隊成員:王俊博、林子薰、陳姵蓉、李宜蓁、陳祥偉、林庭屹

儀器說明

1. 兩個LED光源(視為景物)

2. 白色螢幕(視為底片,上方有縱軸及橫軸的刻度,可用來記錄成像大小)

3. 放大鏡(視為鏡頭)及支架

4. 數片遮光罩(不同光圈)

5. 長滑軌(可改變放大鏡的位置,上面有刻度,可記錄物距及像距)


展演流程

-實驗演示影片照片

  • 景物與底片的關係: 光學平台上架有固定位置的一個螢幕(底片)與兩個光源(景物)。開啟不同遠近LED燈的開關。光經由放大鏡後,在螢幕上呈現不同的LED燈影像。
  • 調焦: 移動放大鏡位置(對焦),觀察影像清晰程度的變化情形,並記錄下在螢幕上遠燈與近的影像最清晰時,放大鏡的位置(A,B)分別位於何處?
  • 調整光圈: 調整一組LED燈的影像清晰之後(另一組則會較模糊),在透鏡上放上口徑不同的遮光罩(光圈),觀察另一組原本較模糊的影像是否變得清晰?亮度變化又如何?
  • 景深的變化: 使用小口徑的遮光罩(光圈)時,調整放大鏡位置(對焦),是否可以找到一定範圍的位置(景深),讓兩組影像看起來都還算清晰。這一端是否位於A,B之間?


原理說明

不同光圈 F值會使通光孔徑不同,若是光圈F值越大(F值越大代表光圈越小),通光孔徑越大,而在同一個時間點,進光亮也會較少,光圈越小,景深可控制的範圍越小,背景也越清楚,所以也難以使影像對焦,反之亦然,光圈越大,景深可控制的範圍也越大,使背景被虛化,這樣便能方便對焦。


生活應用

1. 在使用相機時候會需要調整光圈,以調整進光亮,改變景深。

2. 使用望遠鏡時調整焦距以利對焦。


參考資料

http://www.shs.edu.tw/works/essay/2011/10/2011102922461600.pdf

維基百科

景深的迷思http://www.dcview.com.tw/photoclass/depth/depth_fpe.htm

https://www.youtube.com/watch?v=OydqR_7_DjI#t=65

https://www.fotobeginner.com/

https://digiphoto.techbang.com/