【种花家务·物理】4-4-01照相机『数理化自学丛书6677版』
【阅前提示】本篇出自『数理化自学丛书6677版』，此版丛书是“数理化自学丛书编委会”于1963-1966年陆续出版，并于1977年正式再版的基础自学教材，本系列丛书共包含17本，层次大致相当于如今的初高中水平，其最大特点就是可用于“自学”。当然由于本书是大半个世纪前的教材，很多概念已经与如今迥异，因此不建议零基础学生直接拿来自学。不过这套丛书却很适合像我这样已接受过基础教育但却很不扎实的学酥重新自修以查漏补缺。另外，黑字是教材原文，彩字是我写的注解。
【山话嵓语】『数理化自学丛书』其实还有新版，即80年代的改开版，改开版内容较新而且还又增添了25本大学基础自学内容，直接搞出了一套从初中到大学的一条龙数理化自学教材大系列。不过我依然选择6677版，首先是因为6677版保留了很多古早知识，让我终于搞明白了和老工程师交流时遇到的奇特专业术语和计算模式的来由。另外就是6677版的版权风险极小，即使出版社再版也只会再版80年代改开版。我认为6677版不失为一套不错的自学教材，不该被埋没在故纸堆中，是故才打算利用业余时间，将『数理化自学丛书6677版』上传成文字版。
第四章光学仪器
【山话|| 本系列专栏中的力单位达因等于10⁻⁵牛顿；功的单位尔格等于10⁻⁷焦耳；热量的单位卡路里等于4.186焦耳；电荷的单位静库（1库伦=3×10⁹静库）；电势的单位静伏等于300伏特。另外这套老教材中力的单位常用公斤、克等，但如今是不允许的，力是不能使用质量单位的。】
§4·1照相机
【01】利用球面镜、透镜成象的不同情况，可以制成各种类型的光学仪器，用来帮助眼晴观察或测量。不同性质和类型的光学仪器，在一定的程度上把人的眼睛“武装”起来，大大的增强了人们的观察能力。所以光学仪器不仅在日常生活中很常见，在生产建设、国防和科学研究中也应用得极其广泛，在这一章里，我们将要讨论几种常见的光学仪器的构造、原理和应用。
【02】照相机是研究物理现象时一项很重要的工具，例如在研究天文现象、光现象、原子核的变化的时候，就常常要用到它，一张照片往往是事实最好的见证，它能够把一些瞬息即逝、肉眼一下子很难看得仔细的现象摄取下来并长期保存着，供人们从容反复地研究。
【03】照相机是利用凸透镜成缩小实象的原理制成的。它属于 u > 2f，f < w < 2f，K < 1 的情况。照相机一般是由镜头、光圈、快门、暗箱等几个主要部分组成的。图4·1是一种照相机的外形图。
(1)镜头
【04】最简单的镜头就是一个凸透镜，一般照相机的镜头是由一组透镜组合而成的（图4·2）。它的作用相当于一个凸透镜，它的第一片透镜的位置是能够调节的，从而可以改变整个透镜组的焦距 f，使得在不同的距离下摄影，景物的实象都能清晰地成在底片上。
(2)光圈
【05】光圈是在镜头后面（或者是在镜头的透镜之间）的一个孔，它是由十多片弧形的金属薄片制成的。孔的大小可以放大和缩小，用来调节进入镜头的光线的多少。图4·3表示几种不同大小的光圈，f₁₁，f₈ 等是表示光圈大小的数字。
(3)快门
【06】快门是控制光线进入镜头时间长短的机械装置。图4·4是一种合页式的快门，快门从开启到合拢的过程如图中所示，在这一段时间内，光线就进入了镜头。它和光圈一起来控制进入镜头的光线的多少，在摄影的时候，快门开启的时间和光圈的大小要很好地配合起来。
(4)暗箱
【07】暗箱就是照相机的机身部分。有的暗箱长度（从镜头到感光片之间的距离）是可以调节的，有的暗箱长度是固定的。图4·1所示的小型照相机暗箱的长度就是固定的。在暗箱里展开的感光片对着镜头置放着，在快门没有开启以前，感光片上受不到光的照射。
【08】摄影的时候，先把镜头对着要拍摄的景物，调节暗箱长度，（如果暗箱是固定的，就调节镜头第一片透镜的位置）使得景物的象能够清晰地成在感光片的位置上，这个过程叫做对光，如图4·5所示。有的照相机暗箱后面有一块毛玻璃，放在相当于感光片的位置上，如果景物的象能够清晰地成在毛玻璃上，也就一定能够清晰地成在感光片上，有的照相机利用反光镜把毛玻璃改装到镜箱的上方，调节镜头和感光片的距离，当使毛玻璃上出现清晰的象的时候，就算对光对好了；对光以后，就可以揿动快门，使感光片曝光（或称露光），物体的象就成在感光片上了。感光片上涂有感光药剂，受到光的作用以后就起了化学变化，物体的象就留在感光片上。一般说来，物体各部分对于光的反射的情况是不相同的，所以从物体各部分射来的光线的强弱也各不相同，感光片上各部分起的化学变化程度也不相同；感光片上感光的程度必须适宜，拍出来的照片才会清楚，效果才好。控制感光的程度一般是采用这样两种方法：(1)改变光圈的大小；(2)改变曝光的时间。光强的时候，可缩小光圈，或缩短曝光时间，这样，进入镜头的光线就不会太多；光弱的时候，可放大光圈，或延长曝光时间。实际上，光圈的大小和曝光时间的长短是可以相互调剂的，只有把光圈的大小和曝光时间配合好，才能使底片上的感光程度适宜【一般在室外天气晴朗的时候，可以用光圈 11、曝光时间 1/25 秒或 1/50 秒。有一种快镜，它的光圈孔径比较大，因而它的曝光时间可以极短，这种快镜可以用来拍摄正在运动着的物体的形象】。
【09】拍摄完毕以后，要在暗室里把已经曝光的感光片取出来，依次在显影液和定影液里浸过，这时候感光片上就显示出跟所拍摄的物体明暗相反的图象来，这就是底片。再把底片覆盖在涂有感光剂的照相纸上，使它曝光，随后把已经感光的照相纸依次放在显影液和定影液里浸一定的时间，就得到明暗程度跟底片相反、而跟实物相同的正片，这就是相片（如图4·6所示）。
