bilde (optikk)

Et synsbilde er resultatet av en avbildning på øyets netthinne. Avbildningen er først og fremst bestemt av øyets eget optiske system (hornhinne, pupill, linse og lignende), 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 illustrasjon 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 og lignende.

Samlelinser (konvekse linser) og hulspeil (konkave speil) produserer reelle bilder av objekter som ligger lenger fra linsen (eller speilet) enn brennplanet. Svært 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 observeres direkte fra et punkt bak bildet (regnet i stråleretningen). Man kan for eksempel se 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 observerer 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 observeres indirekte ved å fange dem opp på en mer eller mindre gjennomskinnelig materiell flate (filmlerret, mattglassplate, fotografisk film eller lignende). Hvis vi observerer 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 observerer 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 produseres på et filmlerret ved å snu lysbildet i fremviseren bak-frem og opp-ned.

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 observeres direkte. For observatøren ligger de bak den brytende eller speilende flaten.

Alle virtuelle bilder er opprette. Virtuelle bilder produsert av linser er rettvendte (en høyrehånd avbildes som en høyrehånd). Virtuelle bilder produsert 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 spesielt 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 Sola ved horisonten er på grunn av lysbrytning i atmosfæren virtuelt. Når vi ser solbildets nedre rand berøre horisonten, er Sola i sin helhet under horisonten, et fenomen kalt optisk hevning.

Samlelinser og hulspeil produserer 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).

Foruten enkle reelle og virtuelle bilder finnes bilder 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 og annet. Hvert av disse består av to innbyrdes speilvendte bilder som møtes i symmetrilinjen. Det ene produseres av bølgedalens speilende sylinderflate, og er reelt, speilvendt og opp-ned. Det andre er et opprett og speilvendt virtuelt bilde produsert 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.

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 hukommelse eller kjennskap til objektet. Ved avbildning av skrift har vi en kulturbetinget kunnskap 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.

• avbildning – fysikk
• optikk