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攝影平方反比定律

來源:秀美派    閱讀: 7.37K 次
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攝影平方反比定律,什麼意思?爲了有助於攝影只好硬着頭皮講一講了。平方反比定律,是閃光燈攝影中要掌握的最重要的知識之一,它可以用來描述光線強度在不同距離內的衰弱情況。下面小編詳細介紹。一起看看吧。

攝影平方反比定律1

光照度平方反比定律:

一個物面上的光照度,zhi不但和光源的發光強度有關,而且與光源到物面的距離也有關。當物面到光源的距離不變時,物面的照度與光源的發光強度成正比,相反,當光源的發光強度不變,但與物面距離發生變化時,物面上的照度將與距離的平方成反比。

如若照射距離爲1米時的照度是x單位,那麼照射距離爲2米時的照度是1/4x單位。

此定律只適用於一般點狀光源,如電燈、閃光燈。對長管狀光源和經過會聚後的光束不完全適用。

在攝影中的意義:

光照度平方反比定律常用於人工光攝影,在室內燈光以及室內自然光的曝光估計中,有重要的實用價值。光源強度不變,被攝物與之距離改變後,計算物面光照度改變的倍數。這個倍數亦爲爆光組合需要改變的倍數。

刑事攝影照片用於記錄現場和辨認物證,

那照片要有一定的清晰標準。刑事攝影很多時候拍攝環境在室內,在光線條件不好的情況下,要增加光源,通過光照度平方反比定律計算正確的曝光量,才能保證照片清晰滿足工作的需要。

攝影平方反比定律2

1、兩定律發現的歷史背景

萬有引力定律是偉大科學家牛頓致力二十多年研究的結果,他從蘋果落地開始思考,直到星際間的運動,總結出物體之間的作用規律,最後發表於1687年,其數學表述爲:

攝影平方反比定律

。他是在開普勒、第谷研究得出了行星運動規律的基礎上,總結並推廣到任何物體之間存在相互作用的引力,宣告天上和地下的萬物都遵循同一條規律,徹底否定了宗教勢力的天上地下不同的思想。

這是人類認識史上的一次飛躍,牛頓應用萬有引力成功地解釋了潮汐現象,接着海王星、冥王星的發現進一步證實了萬有引力定律的正確性、萬有引力定律的創立,使天上的運動和地面上的運動統一在一起,揭開了神祕宇宙的第一層面紗,爲人類認識宇宙、瞭解自然邁開了第一步。

庫侖定律是法國科學家庫侖在1785年確立的,庫侖注意到電荷之間的靜電力與萬有引力有許多類似之處,並大膽地假設靜電作用的規律與萬有引力有類似的形式,他將電荷的作用力表述爲:

攝影平方反比定律 第2張

被後人稱爲“庫侖定律”。

力和距離都服從平方反比關係,庫侖定律中的電量q與萬有引力中的m相當,不同的是,萬有引力總是引力,而庫侖力可以是引力也可以是斥力。

2、關於靜電力恆量K與萬有引力常量G

牛頓發現萬有引力之後後一百多年,英國科學家卡文迪許於1798年用精巧的扭秤裝置對萬有引力常量G作了一個比較精確的測量,在當時無人超過他測量的精度,在此之前,人們只知道存在這樣一個常量,但不知道它爲多少,阻礙了人們研究星球質量、密度、半徑等一系列與星球有關的問題,萬有引力常量是測得最不精確的基本物理常量之一。

因爲要測量G,就必須先測引力F,而引力太弱,又不能屏蔽其它物體對它的干擾,實驗很難做,國際科聯理事會科技數據委員會1986年推薦的數據爲G=6.6725985×10^-11m^3/kg*s^2(或N.m^2/kg^2),不精確度爲萬分之1.28,而這樣的精確度並不高。

對於靜電力恆量K,庫侖在推測靜電作用的規律過程中也是用的扭抨測量K值,不知是庫侖根據卡文迪許的實驗得啓發而採用扭秤,還是兩人思維不謀而合,仍判斷不清。

靜電力恆量的測定比萬有引力常量的測定要精確得多,因爲兩個帶電體之間的作用力是比較明顯的,也容易屏蔽外界的干擾,在國際單位制中,K=8.9875×10^9Nm^2/C^2

3、關於兩定律中距離平方是否可靠的問題

平方反比定律是否會出現偏差?即r的指數是否一定等於2,這是科學家關心的問題,庫侖定律中平方反比若有偏差,理論上會導致光子的靜止質量不爲零,從而出現真空中光速可變(真空散射),黑體輻射公式要修改,電荷不守恆,這樣便會動搖電磁學乃至物理學整個大廈的'基礎。

幾百年來,隨着精密儀器的出現和實驗技術的提高,並經過不少科學家的努力,距離指數已達2+3×10的精確度。儘管精度很高,但是它是否嚴格等於2,仍受到物理學家的普遍關注,並將進一步得到檢驗。

如果萬有引力的指數有偏差,則會引起力場的高斯定理不成立等一系列問題,是與我們所學的知識背道而弛的,這些基本物理規律被破壞當然不可能想象。譬如說,如果有人宣佈r的指數比2略大或者略小,哪怕只是一丁點兒,物理學則可能重新被修改。

還有,萬有引力定律和庫侖定律在形式上的相似性,是否意味着這兩種作用的某種內在的質的統一性,這還是一個謎,有待我們去揭示。

4、兩個定律的適應範圍

在中學階段,庫侖定律中電荷要視爲靜止(兩電荷相對靜止且均在慣性系中)的點電荷,萬有引力定律中的物體要視爲質點,但如果不能視爲點電荷和質點,也能根據力的矢量迭加原理和微積分理論求得其值。

庫侖定律是電磁學中的基本定律,包括著名的a粒子散射以及地球物理探測在內的大量實驗表明:庫侖定律在小至原子、原子核的線度,大至地球的線度內,即在10^~10m的範圍內是可靠的,但在小至10m以下和大至天文距離時,庫侖定律能否精確成立還未經實驗證實。

當然也沒有理由預料在大距離下庫侖定律會遭到破壞,萬有引力定律在太陽系內討論天體運動獲得了巨大的成功,它的威力究竟能力能延伸多遠?當今牛頓萬有引力的新版本——廣義相對論已證明“萬有引力理論的普適性超越了宇宙的邊緣”(趙凱華語)。正是這樣,從蘋果落地到月亮,從太陽到宇宙,上窮碧落下黃泉,凡是有引力參與的一切物理現象,無不歸結到一條簡潔定律之中。茫茫宇宙,看似雜亂無間的星體運動都被一條精簡的數學語言——平方反比定律約束着,這不是知識的力量、人類智慧的結晶嗎?

自然界中基本相互作用已知有四種:萬有引力作用、電磁作用、強相互作用和弱相互作用。

強弱相互作用是一種短程力,作用程不超過原子核線度,在微觀世界中,萬有引力和電磁力相比是微不足道的,如電子與質子之間的庫侖力是萬有引力的10倍,因此,在微觀領域,起作用的是庫侖力。

但在整個電中性宇宙中,萬有引力使天體有規律地按軌道運動,它就象一根指揮棒,調節着整個宏觀世界的運動。

兩個平方反比定律,是物理學生存與發展的基礎,支撐着物理學這根擎天大柱,而它們卻以驚人相似的表述形式展現於我們面前,我們相信世界是統一的,自然科學便是一種追求真、善、美的科學。

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