bilde - optikk

Bilde. Ill. 1 og 2. – Avbildning gjennom konveks linse (samlelinse) og videre gjennom linsen i øyet til netthinnen. Billedpunktene er konstruert ved hjelp av de stiplede referansestrålene, hhv. strålen parallell med linseaksen og sentralstrålen gjennom linsens sentrum. – I illustrasjon 1 er objektet (pilen) P1P anbrakt utenfor linsens brennpunkt (F). Linsen gir et reelt bilde Q1, som på nytt avbildes reelt på netthinnen som R1R. – I illustrasjon 2 er objektet (pilen) P1P anbrakt innenfor brennpunktet, og linsen gir et virtuelt bilde V1V, som igjen avbildes reelt på netthinnen som S1S.

Bilde av /Store norske leksikon ※. Gjengitt med tillatelse

Bilde. Ill. 3 viser det reelle bildet av et objekt sett gjennom en samlelinse. Bildet er dreiet 180° om linseaksen i forhold til det opprinnelige synsbildet av objektet.

Bilde (samlelinse) av /KF-arkiv ※. Gjengitt med tillatelse

– Også sterkt krummede flater frembringer symmetriske dobbeltbilder, og ill. 8 viser et mønster av parallelle linjer sett gjennom en vannkule, der deler av linjene avbildes som lukkede sløyfer. På grunn av lysets brytning og dispersjon i vannet er bildene farget. Bildet er hentet fra papirleksikonet Store norske leksikon, utgitt 2005-2007.

Bilde (vannkule) av /KF-arkiv ※. Gjengitt med tillatelse

Ill. 5 viser det virtuelle bildet av et objekt sett i et kulespeil. Bildet er opprett og speilvendt i forhold til det opprinnelige synsbildet av objektet.

Bilde (kulespeil) av /KF-arkiv ※. Gjengitt med tillatelse

Ill. 4 viser det reelle bildet av objektet sett i et hulspeil. Bildet er speilvendt i tillegg til dreiet, og objektet sees følgelig opp-nedspeilet.

Bilde (hulspeil) av /KF-arkiv ※. Gjengitt med tillatelse

Bilde. Ill. 6 viser dobbeltbilder i rolige dønninger på vann. På grunn av speilflatens sylinderform er det reelle bildet fra bølgedalen ikke dreiet 180°, men bare opp-nedspeilet, og slutter seg sammen med det virtuelle, opprette speilbildet fra bølgeryggen. Bildet er hentet fra papirleksikonet Store norske leksikon, utgitt 2005-2007.

Bilde (rolig vann) av /KF-arkiv ※. Gjengitt med tillatelse

Ill. 7 viser speilbilder av regjeringsbyggets flaggstang og husfasade i småkruset vann. Enkelte utsnitt av himmelen viser seg helt omsluttet av fasaden (og omvendt), og deler av flaggstangen avbildes som lukkede sløyfer. Forklaringen på disse paradoksene er at utsnittene er symmetriske dobbeltbilder. Bildet er hentet fra papirleksikonet Store norske leksikon, utgitt 2005-2007.

Bilde (småkruset vann) av /KF-arkiv ※. Gjengitt med tillatelse

Betegner både det umiddelbare, anskuelige synsbildet av et objekt, og en optisk avbildning av et objekt, hvor begrensede strålebunter fra objektpunktene går gjennom det optiske systemet og gjenforenes i billedpunkter.

Faktaboks

Etymologi
norrønt bilæti, fra gammelsaksisk

Synsbildet er betinget av en avbildning på øyets netthinne. Avbildningen er først og fremst bestemt av øyets eget optiske system (hornhinne, pupill, linse o.l.), men også av reflekterende og lysbrytende medier mellom objektet og øyet. For et gitt optisk system kan billedpunktet konstrueres ved hjelp av visse referansestråler (se ill. 1 og 2). Dersom billedpunktet fremkommer direkte som et krysningspunkt for referansestrålene, kalles det reelt.Dersom det fremkommer indirekte, som et krysningspunkt for strålenes forlengelser bakover i forhold til stråleretningen, kalles det virtuelt (innbilt). Avbildningen kan i begge tilfeller være forstørret eller forminsket, og denne virkningen utnyttes i briller, mikroskop, luper, kikkerter o.l.

Se for øvrig avbildning, camera obscura og linse.

Reelle bilder

Samlelinser (konvekse linser) og hulspeil (konkave speil) frembringer reelle bilder av objekter som ligger lenger fra linsen (eller speilet) enn brennplanet. Meget fjerne objekter avbildes sterkt forminsket i brennplanet (dette utnyttes i kikkerten). Ettersom objektet rykker mot linsen (speilet), rykker bildet bort fra linsen og øker i størrelse. Når objektet ligger nærmere linsen (speilet) enn det dobbelte av brennvidden, er bildet forstørret (dette utnyttes i mikroskopet).

Begge typer bilder kan iakttas direkte fra et punkt bak bildet (regnet i stråleretningen). Man kan for eksempel betrakte sine omgivelser gjennom en positiv brille eller en leselupe holdt i god avstand fra øyet. Man ser da objektet dreiet 180° om linsens akse (se illustrasjon 1 og 3). Hvis man på tilsvarende måte betrakter sine omgivelser i et hulspeil, ser man objektet dreiet 180° og speilvendt (en høyrehånd blir nå avbildet som en venstrehånd) – et slikt bilde kalles invertert (se illustrasjon 4).

Reelle bilder kan også iakttas indirekte ved å fange dem opp på en mer eller mindre gjennomskinnelig materiell flate (filmlerret, mattglassplate, fotografisk film el.l.). Hvis vi iakttar bildet på mattglassplaten fra et sted bak bildet (i retning mot linsen eller speilet), er situasjonen analog med den som ble beskrevet ovenfor; i retning mot linsen ser vi da bildet dreid 180°, og i retning mot speilet ser vi et invertert bilde. Hvis vi iakttar det samme bildet i retning fra linsen eller speilet, skjer en ny speilvending, og bildet er for linsens vedkommende invertert (som i et camera obscura), for speilets vedkommende bare dreid 180° (den andre speilvendingen opphever den første).

Et invertert, reelt bilde kan også frembringes på et filmlerret ved å snu lysbildet i fremviseren bak-frem og opp-ned.

Virtuelle bilder

Virtuelle bilder kan ikke fanges opp på en skjerm, men som strålekonstruksjoner er de likeverdige med objektpunkter, og de blir avbildet reelt i øyet, i et kamera osv. De kan altså bare iakttas direkte. For iakttageren ligger de bak den brytende eller speilende flaten.

Alle virtuelle bilder er opprette. Virtuelle bilder frembrakt av linser er rettvendte (en høyrehånd avbildes som en høyrehånd). Virtuelle bilder frembrakt av speil er speilvendte – dette innebærer at en høyrehånd avbildes som en venstrehånd, og hvis man peker mot speilet, vil speilbildet peke tilbake. Fornemmelsen av speilvending er meget sterk under et speilende tak, hvor vi ser speilbildet vårt henge ned fra speilbildet av gulvet.

Bilder i plane speil, samt brutte bilder, for eksempel sett gjennom en vannflate, er virtuelle. Bildet av solen ved horisonten er på grunn av lysbrytning i atmosfæren virtuelt. Når vi ser solbildets nedre rand berøre horisonten, er solen i sin helhet under horisonten (se også optisk hevning).

Samlelinser og hulspeil frembringer virtuelle, forstørrede bilder av objekter som befinner seg mellom brennplanet og linsen/speilet (se illustrasjon 2; dette utnyttes for eksempel i leselupen og forskjellige okularer).

Kulespeil (konvekse speil) og spredelinser (konkave linser) frembringer virtuelle, speilvendte og forminskede bilder (se illustrasjon 5).

Sammensatte bilder

Foruten enkle reelle og virtuelle bilder finnes slike som er sammensatt av begge typer. Disse ligger til grunn for en del iøynefallende optiske fenomener i naturen.

I rolige dønninger på en glatt vannflate ser man gjentatte dobbelte speilbilder av skyer, hus, trær o.a. Hvert av disse består av to innbyrdes speilvendte bilder som møtes i symmetrilinjen. Det ene frembringes av bølgedalens speilende sylinderflate, og er reelt, speilvendt og opp-ned. Det andre er et opprett og speilvendt virtuelt bilde frembrakt av bølgeryggens speilende sylinderflate. Ettersom det ene speilbildet er opprett og det andre opp-ned, kan de slutte seg til hverandre og danne et enhetlig dobbeltbilde. I solglitteret på småkruset sjø, kan vi se slike dobbeltbilder som oppstår, går sammen og slukker i takt med vannflatens bevegelser.

Også regnbuen dannes av tilsvarende dobbeltbilder. Når sollyset brytes, reflekteres og atter brytes i en regndråpe, oppstår to solbilder, ett reelt bilde foran dråpen og ett virtuelt bilde bak den. På grunn av den kromatiske aberrasjonen i dråpen er bildene farget, og i en bestemt synsretning faller de sammen i regnbuestrålen.

Avbildning og symmetri

Objekt, avbildning og bilde er forbundet gjennom kombinasjoner av symmetri-relasjonene speiling og dreining. Disse kan imidlertid ikke begrunne de intuitive begrepene høyre og venstre. For å kunne bestemme høyre og venstre i et bilde må vi gripe til vår erindring eller viten om objektet. Ved avbildning av skrift har vi en kulturbetinget viten om dette fordi vi skriver mot høyre. Eksperimenter har vist at hvis øyet utstyres med en brilleinnretning som snur netthinnebildet, får man i første omgang vanskeligheter med å orientere seg, men i løpet av relativt kort tid blir disse vanskelighetene overvunnet og synsbildet korrigert.

Kommentarer

Kommentaren din publiseres her. Fagansvarlig eller redaktør svarer når de kan.

Du må være logget inn for å kommentere.

eller registrer deg