生活中的物理
物理学科作为自然科学的重要分支，推动了材料、能源、环境和信息等领域的科学技术进步，不仅促进了人类生产生活方式的变革，而且对人类的思维方式、价值观等都产生了深远的影响。随着科技的发展，社会的进步，物理已渗入到人类生活的各个领域，物理就存在于我们的生活中，包罗万象！
身边的事物是取之不尽的，我们在生产生活的过程中，要细心观察，大胆提问，联系我们学过的知识，去分析和解释这些现象。这能够提高我们观察、分析及解决问题的能力，真正做到“从生活走向物理，从物理走向社会”！让我们一起，知物理，懂生活！
简介——
市南区共有12所初中学校，万余名初中学生，80余名物理教师。区域中学生整体素质好，不同学生各有所长，适应未来发展能力强；物理教师教育理念先进，队伍梯队发展均衡，名师和骨干教师占比过半；学科教研氛围浓厚，师生有强烈的终身学习意识。
PART02.
科普读物
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生活中的物理（八）
——照相机篇之人像摄影
撰稿:青岛57中 赵瑞福
编辑审阅： 陈翠玉
人像摄影中，为了使画面简洁，突出人物主体，往往需要虚化前景和背景，怎样才能做到这一点呢?
要想做到这一点其实并不难，摄影爱好者通常采用以下四种方法和措施：大光圈，长焦距，近主体，远背景。
虚化效果的好坏是由景深决定的。那么，镜头的光圈、焦距、物距和景深之间具有什么样的关系呢？下面我们就来学习一下。
先来学习几个相关的概念：
1. 焦距
焦距是指平行光入射时从透镜光心到光聚集之焦点的距离，焦距大家都清楚，不再细说。
2. 光圈
2.1 光圈
光圈是一个用来控制光线透过镜头，进入机身内感光面光量的装置，它通常是在镜头内，一般由数片卷叶型金属片构成，中间形成一个大小可调的孔，通过金属叶片的转动，可以调节此孔的大小，这就是光圈大小的来历。进光量与镜头有效透光孔直径D的平方成正比，与镜头焦距f成反比，D与f的比值称为相对通光孔径，其倒数f/D，称为光圈数，也称F数。光圈F值越小，通光孔径越大，在同一单位时间内的进光量便越多。
2.2 摄影中的光圈设置
完整的光圈值系列如下：f/1.0，f/1.4，f/2.0，f/2.8，f/4.0，f/5.6，f/8.0，f/11，f/16，f/22，f/32，f/44，f/64，光圈的档位设计是相邻的两档的数值相差1.4倍（2的平方根1.414的近似值），相邻的两档之间，透光孔直径相差根号2倍，透光孔的面积相差一倍， 感光面上形成的影像的亮度相差一倍，维持相同曝光量所需要的时间相差一倍。
3. 景深
3.1 弥散圆
焦点为光线聚集最紧密的位置，在焦点的前后，光线开始扩散，原来的一个点，就形成了一个扩大的圆斑，这个圆叫做弥散圆，根据人眼的鉴别能力，一定范围内扩散的弥散圆，人眼是不能分辨的，或者认为是可接受的，即依然认为是一个点，此时的弥散圆称为容许弥散圆。
3.2 景深
景深可以简单理解为被拍摄物体在感光元件（胶卷、CCD、CMOS）上能够清晰成像的距离范围，如下图所示，沿光轴方向物方，焦点的前后，各有一个容许弥散圆位置，这两个位置之间的距离就叫做景深，位于这个范围内的被摄物，成像后就被分辨为（或接受为）清晰的。弥散圆所在位置分别称为近点和远点，与物方焦点的距离，分别称为前景深和后景深，后景深大于前景深。
4. 景深与光圈、焦距、物距的关系
弄懂了这几个基本概念，下面我们来学习它们之间的关系。
4.1 景深与光圈
景深与光圈近似成反比关系，光圈越大，弥散圈越大，成像越虚，景深就小。反之，光圈越小，弥散圆越小，成像越清晰，景深就越大。
以下两图说明了此关系。
为了便于理解，你可以把3.2中的原理图理解成一组菱形联动，大光圈使弥散圆变大，菱形顶角变大，联动的直接后果就是景深变浅；小光圈使弥散圆变小，菱形顶角变小，联动的直接后果就是景深变大，如下图所示。
所以景深与光圈的关系可以用下图表示。
从下面几张图，我们可以很轻易的看到在同等焦距下，光圈的变化对景深的影响。
4.2 景深与焦距
景深与焦距f的平方近似成反比关系。即焦距越长，景深越小。而且由于平方关系，所以焦距f对景深的影响比光圈N更大；焦距与景深的关系不太好理解，能解释清楚的除用光学专业知识外，其他的基本就以上一句话，所以我们可以借用下图，借此来理解。
在光圈不变的前提下，焦段越长，景深就越浅，背景也就越模糊。我们来从 85mm、135mm、200mm 三个焦段来对比看一看。
4.3 景深与物距
景深与被摄物距离u的平方近似成正比关系。即物距越大，景深越大；物距越小，景深越浅，虚化效果就越好。微距摄影正是利用了这一原理。
如果你的数学功底足够扎实，我们用专业的光学知识来进行定量解释，就更容易了。
总之，在人像摄影中要想达到满意的虚化效果，你要牢牢掌握以下四种方法：大光圈、长焦距、近主体，远背景。
亲爱的同学们，你学会了吗？
转自：“青岛市初中物理微教研”微信公众号
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