Альберт Эйнштейн часто ассоциируется с теорией относительности, или популярной формулой “E=mc²“. Однако Нобелевскую премию Эйнштейн получил за объяснение фотоэффекта. А ведь именно это явление лежит в основе любой цифровой видеокамеры или фотоаппарата.
Всем известно, что изображение фотографируемого объекта проецируется в фотоаппарате на специальный экран. Если фотоаппарат пленочный, то в качестве экрана выступает пленка, а если фотоаппарат цифровой – то специальная светочувствительная матрица:
Матрица состоит из сетки элементов – пикселей. Разрешением матрицы называется количество пикселей. Каждый пиксель состоит из нескольких светофильтров разного цвета, например: красный, зеленый и синий. За каждым фильтром находится полупроводниковый фотоэлемент. Фотоны, прошедшие через фильтр попадают на фотоэлемент и выбивают электроны.
 |
Слева, фрагмент матрицы под микроскопом. Один пиксель состоит из красного, синего и двух зеленых фильтров. Разумеется, под каждым светофильтром находится по фотоэлементу. |
За время фотографирования электроны накапливаются на микро-конденсаторах (для каждого фотоэлемента свой конденсатор). Далее электроника определяет количество заряда, скопившееся на каждом из конденсаторов. Чем больше скопился заряд на конденсаторе – тем больше фотонов соответствующего света падало на соответствующую часть экрана. Электроника фотоаппарата собирает эту информацию, обрабатывает, создает цифровую версию фотографии и сохраняет ее.
Смотрите видеоролик от канала “Discovery” про устройство и принцип работы фотоаппарата в разделе “Ответы и подсказки“. А если технической информации оказалось недостаточно, читайте эту статью.
Задание
- Какую роль выполняет фотоэффект в цифровых фотоаппаратах?
- Зачем используются светофильтры? Что будет если их убрать?
Ответы и подсказки: Видеоролик от канала “Discovery” про устройство и принцип работы фотоаппарата