Ampliação

O selo parece maior com o uso de uma lupa.
Passo a passo de magnificação de 6% por frame.

Ampliação, algumas vezes simplesmente aumento, é o processo de aumentar alguma coisa somente em sua aparência, não em seu tamanho físico. Este aumento é quantificado por um número calculado também chamado "magnificação". Quando este número é menor que um, ele refere-se à redução em tamanho, algumas vezes chamada "minificação" ou "de-magnificação".

Tipicamente, a magnificação é relacionada à ampliação óptica visual ou de imagens para poder ver-se mais detalhes, aumentando a resolução, utilizando-se microscópio, técnicas de impressão ou processamento digital. Em todos os casos, a ampliação da imagem não muda a perspectiva da imagem.[1]

Exemplos de ampliaçãoEditar

  • Uma lupa, que usa lentes convexas para fazer coisas parecerem maiores, ajuda o usuário a ver o objeto com maior detalhe.
  • Um telescópio, que usa suas grandes lentes objetivas para formar uma imagem de um objeto distante e que então permite o usuário a examinar a imagem com uma lente ocular, então fazendo o objeto parecer maior.
  • Um microscópio, que faz um pequeno objeto parecer muito maior a uma distância confortável para visualização. Um microscópio é similar em seu plano ao um telescópio exceto que o objeto, que é geralmente menor que a lente objetiva, visualizado está próximo a lente objetiva
  • Um projetor de slides, que projeta uma grande imagem de um pequeno objeto.

Ampliação como númeroEditar

Ampliação óptica é a razão entre o tamanho aparente de um objeto (ou seu tamanho em uma imagem) e seu tamanho verdadeiro, então é um número adimensional

  • Ampliação angular — Para instrumentos ópticos com uma lente ocular, a dimensão linear da imagem vista na lente (imagem virtual em distância infinita) não pode ser dada, então tamanho significa o ângulo subtendido pelo objeto no ponto focal (tamanho angular). Estritamente falando, um poderia usar a tangente daquele ângulo (na prática, isso só faz diferença se o ângulo é maior que poucos graus). Então, ampliação angular é dada por:
  ,
onde   é o ângulo subtendido pelo objeto no ponto focal da frente da lente objetiva e   é o ângulo subtendido pela imagem pelo ponto focal "de trás" da lente ocular.
  • Exemplo: o tamanho angular da lua cheia é 0.5°. Em binóculos com ampliação de 10x o ângulo subtendido parece ser de 5°.
Por convenção, para lupas e microscópios ópticos, onde o tamanho do objeto é uma dimensão linear e o tamanho aparente é um ângulo, a ampliação é a razão entre o tamanho aparente visto pela lente ocular e o tamanho angular do objeto visto quando posto a distância convencional do observador de 25 cm do olho.

Ampliação óptica é geralmente referido como "poder" (por exemplo "poder de 10x"), no entanto isso pode gerar confusão com poder óptico.

Calculando a magnificação de um sistema ópticosEditar

Ficheiro:Basic optic geometry.png
Uma lente funa em que as dimensões em preto são reais e as em cinza virtuais. A direção das setas podem ser usadas para descrever sinais cartesianos +/-: do centro da lente, a esquerda ou abaixo = negativo, a direita ou acima = positivo.
  • Lente única": a ampliação linear da lente fina é
 
onde   é a distância focal e   é a distância da lente ao objeto. Note que para imagens reais,   é negativo e a imagem é invertida. Para imagens virtuais,   é positivo e a imagem é direita.
Com   sendo a distância da lente até a imagem,   a altura da imagem e   a altura do objeto, a ampliação pode ser escrita como:
 
Note novamente que a amplitude negativa implica uma imagem invertida.
  • Fotografia: a imagem capturada por um filme fotográfico ou sensor de imagem é sempre uma imagem real, e geralmente invertida. Quando medindo a altura de uma imagem invertida usando convenção de sinais de sistema de coordenadas Cartesianas (onde o eixo-x é o eixo óptico) o valor de hi será negativo, e como resultado M também será negativo. No entanto, a convenção de sinais usada em fotografia é "real é positivo, virtual é negativo".[2] Então em fotografia: altura do objeto e distância são sempre reais e positivas. Quando a distância focal é positiva, a altura da imagem, distância e ampliação são reais e positivas. Só quando a distância focal é negativa que a altura da imagem, distância e ampliação são virtuais e negativas. Então as fórmulas de ampliação fotográfica são tradicionalmente representadas como
 
 
onde   é a distância focal da lente objetiva e   é a distância focal da lente ocular.
  • Lupa: a ampliação angular máxima (comparada ao olho nu) de uma lupa depende em como a ela e o objeto estão, relativo ao olho. Se a lente está a uma distância do objeto em que seu ponto focal está no objeto sendo visualizado, o olho relaxado (focado no infinito) pode ver a imagem com ampliação angular
 
onde   é a distância focal de lente em centímetros. A constante 25 cm é uma estimativa do "ponto próximo" entre—a distância mínima em que o olho humano consegue focar. Nesse caso a ampliação angular independe da distância entre o olho e a lupa.
Se ao em vez a lente é posta bem próxima do olho e o objeto é posto mais próximo da lente que seu ponto focal para que o observador foque no ponto próximo, uma ampliação maior pode ser obtida, aproximando
 
Uma interpretação diferente do último caso é que a lupa muda o dioptro do olho (fazendo-o miópico) afim de que o objeto possa ser posto mais próximo do olho resultado em uma maior ampliação angular.
 
onde   é a ampliação da objetiva e   a ampliação da ocular. A magnificação da objetiva depende em seu ponto focal   e na sua distância   entre o plano focal objetivo "de trás" e o plano focal da ocular (chamado de distância "de tubo")
 .
A ampliação da ocular depende no sua distância focal   e é calculada pela mesma equação a da lupa (acima).

Note que tanto telescópios como microscópios produzem imagens invertidas, então a equação para ampliação do telescópio ou microscópio é geralmente dada com um sinal menos (-).


Referências

Ver tambémEditar