Formiranje slike

Kako dolazi do formiranja slike koja se bilježi kao fotografija?

Prva tri zakona optike objašnjavaju način na koji dolazi do formiranja slike nekog predmeta. Kad svjetlost iz izvora obasja neki predmet on, ovisno o karakteristikama površine,na određen način reflektira svjetlost te tako postaje sekundarni izvor svjetla. Primjer iz svakodnevnog života je Mjesec koji reflektira sunčevo svjetlo nakon što Sunce zađe za obzor. Svaku točku predmeta praktično možemo smatrati malim točkastim izvorom svjetla, a naučili smo da takvi izvori emitiraju u svim smjerovima. Postavimo li ispred osvijetljenog predmeta zaslon s rupicom, a iza njega još jedan zaslon neke od reflektiranih zraka svjetla proći će kroz rupicu i na drugom zaslonu formirati sliku predmeta. Ovakav jednostavan sustav zove se kamera obskura, a za dobivanje slike koristio se još u 16 stoljeću.

Pogledajmo princip po kojem se formira slika u kameri obskuri. Svjetlo reflektirano od objekta isto kao svjetlost iz izvora putuje pravocrtno (prvi zakon), tako za svaku točku objekta reflektirana zraka svjetla koja prolazi kroz otvor može dati samo jednu projekciju točke. Kako zrake ne utječu jedna na drugu (drugi zakon) sve zrake istovremeno prolaze kroz otvor i formiraju projekciju objekta - sliku. Iz ilustracije je vidljivo da zbog pravocrtnog gibanja svjetlosti zrake prolaze tako da daju okrenutu sliku.

Ono što na prvoj pojednostavljenoj ilustraciji nismo prikazali je kako zapravo izgleda slika predmeta. Ona nije baš u potpunosti identična slici predmeta koju vidimo kad gledamo direktno u taj isti predmet. Slika predmeta zapravo je sastavljena od kružića, da budemo precizniji od malih projekcija rupice na prvom zaslonu, u ovom slučaju je to kružić, ali rupica može biti bilo kojeg oblika. Što je rupica manja, njezina je projekcija sitnija i slika koja se pojavljuje na drugom zaslonu je preciznija. U jednom trenutku projekcija otvora na zaslonu će biti tako sitna da mi više nećemo razaznati pojedinačne projekcije i slika na zaslonu će nam izgledati identično kao da gledamo u taj isti predmet (osim što će biti okrenuta naopačke).

Tako bi to izgledalo u teoriji, no otvor na zaslonu nije moguće proizvoljno smanjivati iz dva razloga. Prvi je što će doći do pojave koja se naziva difrakcija i projekcija otvora zaslona će se ponovo početi povećavati. Drugi je što će smanjenjem otvora kroz njega prolaziti sve manje svjetla i u jednom trenutku slika više neće biti dovoljno svijetla kako bi od nje imali bilo kakvu korist.