Альберт Ейнштейн часто асоціюється з теорією відносності, або популярної формулою “E=mc²“. Однак Нобелівську премію Ейнштейн отримав за пояснення фотоефекту. Саме це явище лежить в основі будь-якої цифрової відеокамери або фотоапарата.
Всім відомо, що зображення об’єкту, що фотографується, проектується в фотоапараті на спеціальний екран. Якщо фотоапарат плівковий, то в якості екрану виступає плівка, а якщо фотоапарат цифровий – то спеціальна світлочутлива матриця:
Матриця складається з сітки елементів – пікселів. Загальну кількість пікселів називають роздільною здатністю матриці. Кожен піксель складається з декількох світлофільтрів різного кольору, наприклад: червоний, зелений і синій. За кожним фільтром знаходиться напівпровідниковий фотоелемент. Фотони, що пройшли через фільтр потрапляють на фотоелемент і вибивають електрони.
 |
Зліва, фрагмент матриці під мікроскопом. Один піксель складається з червоного, синього і двох зелених фільтрів. Зрозуміло, під кожним світлофільтром знаходиться по фотоелементу. |
За час фотографування електрони накопичуються на мікро-конденсаторах (для кожного фотоелемента свій конденсатор). Далі електроніка визначає кількість заряду, накопиченого на кожному з конденсаторів. Чим більше заряду на конденсаторі – тим більше фотонів відповідного світла падало на відповідну частину екрану. Електроніка фотоапарата збирає цю інформацію, обробляє її і створює цифрову версію фотографії, яку зберігає.
Дивіться відеоролик від каналу “Discovery” про будову та принцип роботи фотоапарата в розділі “Відповіді та підказки“. А якщо технічної інформації виявилося недостатньо, читайте цю статтю.
Завдання
- Яку роль виконує фотоефект в цифрових фотоапаратах?
- Навіщо використовуються світлофільтри? Що буде якщо їх прибрати?