С чего начиналась фотография

Затем Эйлер произвел расчеты сложных ахроматических систем, число линз в которых доходило до 10. Эти расчеты Эйлера были взяты впоследствии за основу при расчетах и конструировании фотографических объективов-ахроматов.

Пользуясь теорией Эйлера, один из его учеников Н. Фусс издал в 1774 г. пособие для оптиков с таблицами для расчета оптических систем, а другой его ученик академик Ф. Эпинус в 1784 г. сконструировал первый в мире ахроматический микроскоп. Таким образом, благодаря трудам Эйлера Россия в XVIII в. вышла на передовые рубежи в мире по достижениям в прикладной оптике.

Большой вклад в развитие прикладной оптики и конструирование различных оптических приборов внес также Михаил Васильевич Ломоносов. Так, в 1756 г. им была создана так называемая ночезрительная труба, положившая начало конструированию светосильных оптических систем. Кроме того, Ломоносов изобрел «горизонтоскоп», который стал прообразом перископа, и «батископ» - прибор для подводных наблюдений, успешно трудился над улучшением телескопов и микроскопов.

В 1819 г. французский физик О. Ж. Френель изобрел оригинальную по конструкции ступенчатую линзу. Она предназначалась для увеличения яркости огней маяков и имела при этом по сравнению с обычными равнозначными линзами незначительные толщину и вес. В наши дни эта линза, известная под названием «линза Френеля», нашла применение в видоискателях некоторых типов фотокамер («Любитель»).

Последним из видных ученых, кто много и плодотворно работал в области прикладной оптики накануне появления фотографии, был немец Йозеф Фраунгофер. Начал он с того, что в корне улучшил технологический процесс варки оптического стекла и разработал новые методы контроля стеклянной массы. Затем Фраунгофер усовершенствовал технологию производства больших ахроматических объектов, создал оригинальные механизмы для полировки и шлифовки линз, внедрил в практику более прогрессивные способы обработки поверхности линз и контроля за качеством этой обработки.

Основной помехой в улучшении качества оптических приборов являлась неточность в определении показателей преломления света в линзах, которая вела к неправильной оценке аберрации. И Фраунгофер задается целью найти способ более точного определения величины относительной дисперсии линз. После многочисленных экспериментов он в 1827 г. впервые применил с этой целью дифракционную решетку для изучения спектра и добился желаемого результата. Это позволило Фраунгоферу заметно улучшить качество производимых им оптических приборов с ахроматической оптикой. Некоторые из них и поныне считаются шедеврами прикладной оптики.

Как уже говорилось вначале, несмотря на явные успехи оптиков, создавших к моменту изобретения фотографии совершеннейшие оптические приборы, хороших объективов у первых фотографов не оказалось, и им пришлось довольствоваться на первых порах простыми линзами для камер-обскур, которыми обычно пользовались художники. Объясняется это тем, что в более совершенных объективах до той поры не было необходимости, а потому никто над ними не работал. Однако оптики к этому были уже готовы и теоретически, и практически и, казалось, только ждали момента, когда понадобятся их знания и умение. И действительно, едва появилась фотография, а вслед за этим возникла потребность в соответствующем объективе, как уже через год такой объектив был создан. Это был портретный объектив «Фойхтлендер» с фокусным расстоянием в 150 мм и светосилой 1: 3,7. Рассчитал и изготовил его в 1840 г. талантливый венгерский математик и физик йозеф Пецваль. Причем оптическая система Пецваля оказалась настолько совершенной, что, взятая за основу в последующих разработках, она господствовала в фотографической оптике чуть ли не целое столетие. Впрочем, и сегодня объективы, в основе которых лежит расчет Пецваля, все еще применяются в некоторых типах кинокамер, кинопроекторов, фотоаппаратов и фотоувеличителей.

Камера-обскура. Принцип действия камеры-обскуры заключается в следующем. Если в одной из стенок темного ящика сделать небольшое отверстие, то на противоположной стенке ящика (внутри его, разумеется) образуется видимое световое изображение всех освещенных предметов, находящихся перед отверстием, при этом изображение будет перевернутым. Размеры изображаемых предметов или, другими словами, масштаб увеличения зависит от расстояния между отверстием и стенкой, на которой возникает изображение. Чем больше это расстояние, тем большими будут выглядеть изображаемые предметы. При этом качество изображения находится в прямой зависимости от величины отверстия. Чем оно меньше, тем резче изображение и тем оно темнее. С увеличением отверстия резкость изображения ухудшается, зато его яркость возрастает.

Как видим, все современные фотоаппараты есть не что иное, как все та же древняя камера-обскура, только снабженная различного рода вспомогательными механизмами. Принцип действия ее остался прежним, не претерпев никаких изменений!