2025年高考物理光圈中指數(shù)的規(guī)律

　　光圈中指數(shù)的規(guī)律

　　用過照相機(jī)的朋友會(huì)發(fā)現(xiàn)幾乎所有照相機(jī)鏡頭的光圈環(huán)上都刻有同一組光圈指數(shù)：1.4，2，2.8，4，5.6，8，11,16，22乍一看，這組光圈指數(shù)很不整齊，也不好記。難道照相機(jī)的設(shè)計(jì)師要跟用戶過不去嗎？

　　細(xì)心的朋友會(huì)發(fā)現(xiàn)，光圈指數(shù)不整齊，卻有規(guī)律：每隔一個(gè)指數(shù)，數(shù)值都擴(kuò)大2倍；相鄰指數(shù)之比都約等于1.4。例如：1.4×1.4≈2,2×1.4≈2.8……為什么要這樣設(shè)置光圈指數(shù)呢?

　　讓我們先看看光圈跟光圈指數(shù)的關(guān)系吧。調(diào)整光圈環(huán)，可以選擇不同的光圈指數(shù)，從而改變鏡頭里面的光孔直徑（光圈），以改變進(jìn)入鏡頭的光的能量。你會(huì)發(fā)現(xiàn)，光圈指數(shù)小時(shí)，光圈變大。由于單位時(shí)間進(jìn)入鏡頭的光的能量跟光孔面積成正比，即跟光孔直徑平方成正比，而相鄰指數(shù)之比都約等于，其相鄰指數(shù)對(duì)應(yīng)的光孔面積之比，就約等于2。

　　現(xiàn)在，我們不難理解照相機(jī)設(shè)計(jì)師的一番苦心了：光圈指數(shù)不整齊，為的是使單位時(shí)間進(jìn)入鏡頭的光的能量變化整齊，即每開大一擋光圈（光圈指數(shù)小一檔），單位時(shí)間進(jìn)入鏡頭的光的能量擴(kuò)大2倍。那么，為什么要調(diào)整光圈呢？

　　我們知道，照相機(jī)是利用透鏡成像的原理制成的，而像必須成在感光膠片上。當(dāng)快門打開后，感光膠片要接受一定的光能量（即底片正常曝光），才能得到好的底片。進(jìn)入鏡頭的光能首先取決于被攝景物的亮度，而被攝景物的亮度既千差萬別，又千變?nèi)f化。要使曝光正常，就要根據(jù)景物亮度的不同來控制進(jìn)入鏡頭的光能量。

　　控制進(jìn)入鏡頭的光能量通常靠調(diào)節(jié)光圈和快門速度來實(shí)現(xiàn)的。前面說過，光圈大小可以控制單位時(shí)間進(jìn)入鏡頭的光的能量，而快門速度可以控制光進(jìn)入鏡頭的時(shí)間。

　　在拍攝運(yùn)動(dòng)的對(duì)象中，如果快門速度太慢，拍出的照片就會(huì)模糊不清。提高了快門速度，光進(jìn)入鏡頭的時(shí)間就變短，只有相應(yīng)地調(diào)大光圈（減少光圈指數(shù)），以便加大單位時(shí)間進(jìn)入鏡頭的光的能量，才能保證獲得正常的曝光量。

　　照相機(jī)的快門速度的級(jí)別也是按2倍關(guān)系設(shè)置的：250,125,60,30,15……分別代表1/250秒,1/125秒,1/60秒,1/30秒,1/15秒……于是，快門速度每改變一級(jí)，光進(jìn)入鏡頭的時(shí)間變化2倍。正因?yàn)楣馊χ笖?shù)和快門速度的級(jí)別都是按照2倍關(guān)系設(shè)置的，才會(huì)給用戶調(diào)節(jié)帶來方便：如果用戶選快門速度為60（1/60秒），光圈指數(shù)為11時(shí)，底片正常曝光，那么，當(dāng)他根據(jù)需要（如拍攝較快運(yùn)動(dòng)的物體）將快門速度改變?yōu)?25（比原來大一級(jí)），只需將光圈指數(shù)調(diào)整為8（光圈也比原來開大一擋），底片依然正常曝光。

　　現(xiàn)代的照相機(jī)，大多是用電子裝置自動(dòng)控制曝光量的，其依據(jù)也是這個(gè)道理，只不過用戶不必去反復(fù)調(diào)節(jié)光圈和快門就是了。

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