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趣味物理学
1.9.3 7.3 滑稽照片
7.3 滑稽照片

可能大部分人都不知道,即使照相机没有镜头,即没有前面的那块凸透镜,仅利用小圆孔也能拍出照片,当然拍出的照片会不清晰。在这种没有镜头的镜箱里,如果我们用两条狭缝代替那个圆孔,就可以得到一种有趣的“狭缝”镜箱,它会让你拍到十分有趣的变形图像。这种镜箱由前面的一横一竖两个挡板调节光线的入口的大小,当然横板调节水平方向的狭缝,竖板呢,调节竖直方向的。如果两个挡板紧密合在一起,那么打开的狭缝会很小很小,这时所得的像就和小圆孔镜箱一样,是正常的没有任何扭曲变形的图像。如果调节两块挡板距离,将光线入口放大,就会得到各种各样扭曲变形的图像(图7-5和图7-6)。嗯,它们不是照片,是滑稽相,你也许会这么说。

该如何解释这些扭曲变形的滑稽相呢?

我们先假设竖直狭缝在水平狭缝的后面,如图7-7所示。十字形物体D发出的光线中,竖直部分的光线透过C缝时,情形跟普通的小圆孔一样;而后面的竖直狭缝B呢,完全不会阻碍这束光线的前进,可说已毫无用处。这时,镜箱后面毛玻璃A上,会出现物体D竖直线的像,当然这个像的大小取决于AC距离与DC距离的比值。

图7-5 横向变形了的滑稽画式照片

图7-6 竖向变形了的滑稽画式照片

我们再假定两块挡板的距离不变,来看一看物体D发出光线中水平线部分会怎样。水平方向的光线可以畅通无阻地通过水平狭缝C,射到竖直狭缝B上;这时B缝就像一个小孔,将这束光线的像映在毛玻璃A上,不过这个像的大小对原来水平线的比取决于AB距离与DB距离的比值。

简而言之,如果两块挡板像图7-7那样排列,那么对于物体D发出的竖直线只有水平缝C起作用,而对水平线呢,只有后面的竖直缝B起作用。显然,缝C到毛玻璃A的距离要大于缝B到毛玻璃A的距离,所以物体D在毛玻璃A上的像竖直方向的要大于水平方向的,就像物体在竖直方向被拉长了似的。

如果两块挡板的排列恰好与图7-7相反,竖直缝B在前,而水平缝C在后,所得像就会向水平方向拉伸。

图7-7 狭缝照相机拍出歪曲图像的原理。

而如果两条挡板都是斜着放的话,物体的像自然就是另外一种歪曲变形的像了。

利用这种镜箱,我们不但可以拍出滑稽可笑的夸张照片,还可以用它在生活中发挥更重要的功效。比如,我们可以用它来制作建筑物上的装饰图案、地毡花纹等等,总之,就是各种拉长、压扁甚至歪斜了的装饰图案。