Het diafragma nader te bekijken als hulpmiddel voor het doseren van licht. Kennis uit te wisselen over het natuurkundig gedrag van (kunst) licht

Transcriptie

1

2 Doelstelling Het diafragma nader te bekijken als hulpmiddel voor het doseren van licht Kennis uit te wisselen over het natuurkundig gedrag van (kunst) licht Toepassen van die kennis in de praktijk Het toepassen van de Richtgetal formule als hulpmiddel voor het doseren van flitslicht : Richtgetal = Diafragma * Afstand (flits-object) bij Iso 100 (andere les) Wat gebeurt er bij reflectie van licht en wat is het verband met de licht afname (andere les)

3 Het diafragma als middel om bij fotografie het licht te doseren Het diafragma is te beschouwen als een mechanisme om de oppervlakte van het door een lensopening binnenvallende licht, dat cirkelvormig is, te halveren of te verdubbelen, al naar gelang men voor een vast te leggen beeld meer licht of minder licht nodig heeft. Om de oppervlakte van een cirkel te halveren moet de diameter D 0 met een factor worden verkleind: D 0 2. (D0 is de grootst mogelijke lensopening, f/1,0) 1 2 Het mechanisme halveert of verdubbelt de opening, zodat er een gedoseerde verlaging of verhoging van het intredende licht kan worden verkregen.

4 Het diafragma als middel om het licht te doseren Een lichtsterk objectief f/1,8

5 Het diafragma als middel om het licht te doseren Elk diafragma waarde wordt verkregen door de begin waarde te vermenigvuldigen met 1,4141 (Wortel 2), zie bijlage 1 voor een verklaring.

6 Het diafragma als middel om het licht te doseren Enkele lens constructies. Hoe het simpele lens voorbeeld van hiervoor wat gecompliceerder wordt. ONTHOUD: Het Diafragma: 1 stop verschil (van groot naar klein (bv f 8 naar f 5,6)) verdubbelt de lichtdoorlaat 1 stop verschil (van klein naar groot (bv f 5,6 naar f 8)) halveert de lichtdoorlaat

7 Gedrag van een lichtbron (lamp, flits) 1: De wet van de omgekeerde kwadraten: De intensiteit van een (fysieke) grootheid is omgekeerd evenredig met het kwadraat van de afstand tot de bron van die grootheid Voorbeelden waar de wet op van toepassing is: Zwaartekracht Electrostatica Warmte(straling) Akoestiek: de geluidsintensiteit) LICHT: De lichtintensiteit I ( dimensie: Candela: cd)) en de helderheid (E) d.i. de lichtentiteit per oppervlakte eenheid A (dimensie cd/ A (m^2) Zie ook handout 2

8 Als de afstand toeneemt (r-> 2r-> 3r -> 4r) wordt het oppervlakte groter

9 Als de afstand toeneemt (r-> 2r-> 3r -> 4r) wordt het oppervlakte (A) groter. Het vlak A bij r (A r ) ontvangt een aantal lichtstralen, die doorgegeven worden naar het vlak A bij 2r (A 2r ) de oppervlakte (A 2r ) is verviervoudigd (toegenomen met het kwadraat van de afstand (2r) 2 = 4r). Het vlak A bij 3r (A 3r ) heeft zelfs een 9-voudige toename : (3r) 2 = 9r Door de vergroting van het oppervlakte neemt het aantal ontvangen lichtstralen af: Wat ontvangen is van het eerste vlak wordt verdeeld over de nieuwe oppervlakte.

10 De helderheid E bij r (Er) = Intensiteit I bij r(ir) per oppervlakte A bij r (Ar) Er = Ir / Ar = Ir / (r) 2 = r 2 E2r= I2r / A2r = I2r / (2r) 2 = 4r 2 E3r = I3r / A3r = I3r / (3r) 2 = 9r 2 Omdat Ir niet veranderd (de bron blijft hetzelfde) wordt de licht intensiteit bij een groter wordend oppervlak verdeeld en neemt de de helderheid, evenredig aan het toegenomen oppervlak (dat kwadratisch met de afstand is vergroot) af. Een proef op de som: DEMO

11 Hoe groot is de licht / helderheids afname? Voorbeelden: Helderheidsvermindering als gevolg van toenemende afstand

12 Hoe groot is de licht / helderheids afname? Voorbeelden: Op Afstand 1 Op Afstand 8, bijna hetzelfde als op 4 Op Afstand 2 Op afstand 16, gen verschil tusssen Li of Re zijde Afstand 1 Afstand 2 Afstand 4 Afstand 8 Op Afstand 4 Afstand 16

13 Hoe groot is de licht / helderheids afname? Beoordeling Kwantificering van de Helderheids afname Afname uitgedrukt in Procenten t.o.v. Afstand 1 Tussen Afstand 1 en Afstand 2 wordt al 75 % verloren Vanaf afstand 4 is er minder dan 5% licht / helderheid t.o.v. Afstand 1. De licht vermindering is egaal te noemen.

14 Hoe groot is de licht / helderheids afname? Beoordeling Tussen de 1e en de 2e meter, neemt de helderheid af met 75% : DAT IS 2 f stoppen. Compensatie: Om de helderheid terug te krijgen moet de lens met 2 stoppen geopend worden: Van f/22 naar f/11 Elke verdubbeling van de afstand verminderd de hoeveelheid licht met een factor 4 (2-f stops. Elke f-stop betekent halvering van de licht hoeveelheid (of verdubbeling).

15 Hoe groot is de licht / helderheids afname? Hoe kunnen we dit gebruiken? 1 2 Model op afstand 2 (75% minder licht) minder scherp

16 Hoe groot is de licht / helderheids afname? Hoe kunnen we dit gebruiken? Afstand 1 van de Softbox: Isoleert onderwerp van de achtergrond (geheel zwart) Afstand 16 van de softbox, je kunt uitmeten adh van de grafiek welk diafragma je gebruiken moet, hier 2.8, de achtergrond telt ook mee

17 Hoe groot is de licht / helderheids afname? Hoe kunnen we dit gebruiken? Wat gebeurt er in de richting van de achtergrond? Model ongeveer op afstand 1 van de softbox, schuin rechts geplaatst, achtergrond op afstand (uitrekenen)

18 Hoe groot is de licht / helderheids afname? Hoe kunnen we dit gebruiken? Model op afstand (1 meter vd muur) Licht op grote afstand (zie grafiek) Zowel het model als de achtergrond zijn ver verwijderd van de lichtbron Goed uitgelicht, ook de achtergrond, zie grafiek voor diafragma etc.

19 Hoe groot is de licht / helderheids afname? Hoe kunnen we dit gebruiken? Licht verlies tussen model en de muur 3 stops Tussen de 1e en de 2e meter, neemt de helderheid af met 75% : DAT IS 2 f stoppen. Compensatie: Om de helderheid terug te krijgen moet de lens met 2 stoppen geopend worden: Van f/22 naar f/11 Licht verlies tussen model en de muur 2 stops Elke verdubbeling van de afstand verminderd de hoeveelheid licht met een factor 4 (2-f stops. Elke f-stop betekent halvering van de licht hoeveelheid (of verdubbeling). Licht verlies tussen model en de muur ongv. 1 stop

20 Hoe groot is de licht / helderheids afname? Hoe kunnen we dit gebruiken? Wat gebeurt er als je een groep fotografeert, er is verschil in afstand (dit is de 1e) De eerste persoon, afstand 1, achtergrond ook donker

21 Hoe groot is de licht / helderheids afname? Hoe kunnen we dit gebruiken? Een tweede persoon op afstand 2 Afstand 2, links, donkerder

22 Hoe groot is de licht / helderheids afname? Hoe kunnen we dit gebruiken? Afstand 3, persoon 3 Persoon 3, zowel li als Re helderheidsvermindering

23 Hoe groot is de licht / helderheids afname? Hoe kunnen we dit gebruiken? Tussen de 1e en de 2e meter, neemt de helderheid af met 75% : DAT IS 2 f stoppen. Compensatie: Om de helderheid terug te krijgen moet de lens met 2 stoppen geopend worden: Van f/22 naar f/11 Elke verdubbeling van de afstand verminderd de hoeveelheid licht met een factor 4 (2-f stops. Elke f-stop betekent halvering van de licht hoeveelheid (of verdubbeling). Alle 3 samen, geen goed portret: Oplossing, zie grafiek: verder van de lichtbron plaatsen

24 Hoe groot is de licht / helderheids afname? Hoe kunnen we dit gebruiken? Verder van de lichtbron, op afstand van de muur Regelmatig uitgelicht

25 Hoe groot is de licht / helderheids afname? Hoe kunnen we dit gebruiken? De achterste persoon staat dichter bij de muur En is ook goed uitgelicht, iets minder helder dan de voorop staande persoon

26 Hoe groot is de licht / helderheids afname? Hoe kunnen we dit gebruiken? Kijk maar...

27 Hoe groot is de licht / helderheids afname? RESUMEREND Licht helderheidsvermindering tussen 1e en 4e model = 4 stops Licht helderheidsvermindering tussen 1e en 4e model ongeveer 2 1/3 stops

28 Hoe groot is de licht / helderheids afname? RESUMEREND Licht helderheidsvermindering tussen 1e en 4e model ongeveer 2/3 stops

29 Hoe groot is de licht / helderheids afname? RESUMEREND Het Diafragma: 1 stop verschil (van groot naar klein (bv f 8 naar f 5,6)) verdubbelt de helderheid 1 stop verschil (van klein naar groot (bv f 5,6 naar f 8)) halveert de helderheid Voor een studio flitskop: 1 stop verschil (van groot naar klein (bv van 6 naar 5) halveert de output in W s 1 stop verschil (van klein naar groot (bv van 5 naar 6) verdubbelt de output in W s De afstand tot het onderwerp: Als een object dicht bij een lichtbron wordt geplaats, is de lichtafname op het object zeer hoog t.o.v. de achtergrond. Wanneer de afstand to het object wordt verdubbeld, moet de licht intensiteit I, 4 keer zo groot worden om de lichtafname te compenseren: Verdubbelen van de afstand is altijd 2 f stops ( bv f 8 naar f 4): 4 keer meer licht Halveren van de afstand is altijd 2 f-stops (bv f 4 naar f 8): 4 keer minder licht Een grotere afstand tussen lichtbron en het onderwerp geeft een evenwichtige (bijna gelijke) verlichting (uitlichting, illuminatie) van zowel het onderwerp als de achtergrond omdat de LICHT AFNAME blijft toenemen als de afstand toeneemt (het onderwerp komt dichter bij de muur)

30 De rest komt een volgende keer. Bronnen: HET INTERNET en eigen Bibliotheek (en een beetje rekenwerk...)

31 Bijlage 1: Het diafragma als middel om het licht te doseren (Voor de liefhebber) Het F Getal f-nummer, diafragma stop Het f-nummer (N) van een optisch systeem, zoals een camera lens, is de verhouding tussen de focale lengte f (de brandpuntafstand in mm) en de diameter D in mm van de intrede pupil (in de fotografie is dat de opening, waardoor het licht uit de lens treedt: de lensopening als gevolg van een ingesteld diafragma (f-stop) ) N = f D Deze formule is algemeen toepasbaar voor elke stopwaarde N: N 1 n = f D 1..n (1) Opmerking: N is een dimensieloos getal.

32 Bijlage 1: Het diafragma als middel om het licht te doseren Het is gebruikelijk om f-nummer (N) bij het opschrijven te laten voorafgaan door : f/. De hiergetoonde diafragma nummers, 1.4, 2, 2,8 enzv., vormen een reeks die ontstaat door het voorafgaande getal te vermenigvuldigen met 2. De uitkomst hiervan is het getal: 1,414(21enzv.). Hoe komen ze daar nou eigenlijk aan?

33 Bijlage 1: Het diafragma als middel om het licht te doseren Verklaring van het getal 2. Van belang is ook de volgende formule, die bepalend is voor de omvang van het door de lensopening invallende, cirkelvormige, vlak van het licht: vlak A D1, waarvan de diameter gelijk is aan D 1 : A D1 = π ( D 1 2 )2 = π D 2 1 (2) 2 2 Bij halvering van het lichtdoorlatende oppervlak A D1 n wordt maar de helft van de vorige hoeveelheid licht doorgelaten : A D2 = A D1 2 = A D1 2 A D3 = A D2 2 = A D1 2 2 Halvering van het lichtdoorlatend oppervlak geeft: A D2 = A D1 2 = π A D4 = A D3 2 = A D1 2 3 A D5 = A D4 2 = A D1 2 4 A D6 = A D5 2 = A D1 2 5 A Dn +1 = A Dn 2 = A D1 2 n D In het algemeen, bij continueren van de reeks, zal gelden: A Dn = A Dn 1 2 = π D 2 n = π D 1 2 = π ( D )2 = π D 2 2 (3) 2 2 = π D n 1 2 = π ( D n )2 = π D 2 n 2 2

34 Bijlage 1: Het diafragma als middel om het licht te doseren De verhouding tussen de diafragma diameter s De verhouding tussen de diameters van de lichtopening (diafragma) voor de oppervlakten A D1 en A D2 (4) is af te leiden uit (2) en (3): π D 2 2 = π D (4) De herleiding van (4) geeft, (bij deling door π 22), de volgende gelijkheid: 2 D 2 2 = D 1 2 (5) Uit (5) volgt, dat: D 1 = 2 D 2 2 = D 2 2 (6) Algemeen is uit (6) af te leiden, dat : D n = D n+1 2 (7)

35 Bijlage 1: Het diafragma als middel om het licht te doseren Toepassing op het dimensieloze diafragma getal f/ Toegepast op de eerder gevonden formule (1), van (7), is de verhouding tussen de diafragma getallen N 1 en N 2 af te leiden uit: N 1 n = en door o.a. substitutie van vergelijking (7) in (1): f D 1..n (1) N 2 N 1 = f D2 f D1 = f D2 f D2 2 = f D 2 D 2 2 f = 2 1, dit geeft: N 2 = N 1 2, algemeen: N n+1 = N n 2 (8) Het volgende diafragma getal is het product van het vorige diafragma met de wortel uit 2 (= 1,414214).

36 Bijlage 1: Het diafragma als middel om het licht te doseren Toegepast op de diafragma reeks en te beginnen bij f/1: Diafragma start Wortel uit 2 Diafragma 1 1, ,4 1,4 1, , , , , , ,

37 Bijlage 2: spiekbriefje bij lichtdosering en kleurbalans.

38 Lege Pagina