نورشناسي هندسي...سؤال همراه با جواب
سؤال
يک عکاس بي تجربه (که در نورشناسي ماهر است) از نماي يک ساختمان از فاصله‌ي ۱۰۰ متري با زمان نوردهي مشخص عکس مي‌گيرد. سپس تصميم مي‌گيرد که از فاصله‌ي S0 متري عکس بيندازد تا تصويري با مقياس بزرگتر بدست آورد.
با دانستن اينکه مساحت تصوير با ضريب ۴ بزرگ مي‌شود، تصميم مي‌گيرد زمان نوردهي را هم با همان مقياس افزايش دهد. بعد از ديدن فيلم، او در مي‌يابد که تصوير ابتدايي خوب است. در حالي که زمان نوردهي براي عکس دوم اشتباه انتخاب شده. ضريبي که زمان نوردهي به ان نسبت بايد تغيير مي‌کرد تا يک عکس خوب بدست آيد، را تعيين کنيد. علت آن را توضيح دهيد.
(توضيح: از اين مسابقه و جواب آن براي عکاسي با دوربين خودتان هم مي‌توانيد استفاده کنيد.)
جواب
نور وارد شده به دوبين، از سطح نماي ساختمان منعکس شده است. مي‌توان فرض کرد انعکاس نور از گچ، مستقل از زاويه‌ي انعکاس است. در اين حالت، انرژي نوراني که به شيئي دوربين مي‌رسد، متناسب با زاويه‌ي فضايي است که در آن نماي ساختمان از طريق شيئي قابل مشاهده است. هنگامي که فاصله‌ي جسم نصف مي‌شود، زاويه‌ي فضايي با ضريب ۴ زياد شده و انرژي نوراني ۴ برابر شديدتر از حالت قبل است.
براي فواصل بزرگ از جسم، فاصله‌ي بين شيئي و فيلم درون دوربين، عملاً تغيير نمي‌کند و برابر فاصله کانوني شيئي است. زاويه‌ي فضايي که در آن انرژي از شيئي به سطح تصوير مي‌رسد، رابطه‌ي خطي با زاويه‌ي فضايي دارد که در آن نماي ساختمان ديده مي‌شود. در اين حالت، روشنايي سطح تصوير (بنابر فرض تصوير در مساحت اين سطح به‌طور يکنواخت پخش شده است) که مدت زمان نوردهي را تعيين مي‌کند، به طور مستقيم متناسب با انرژي ست که از نماي ساختمان به شيئي مي‌رسد و به طور معکوس متناسب با سطح تصوير است. از آنجايي که اين نسبت تحت شرايط داده شده، مستقل از فاصله‌ي جسم است، هيچ نيازي به تغيير زمان نوردهي نيست