Здесь в основном мы будем представлять свет в виде фотонов. Как указано в гл. 4, фотон обладает энергией, пропорциональной частоте света. Чтобы зарегистрировать изображение, энергия фотона должна быть затрачена на создание каким-либо способом изменений в фотодетекторе. Для регистрации оптических изображений используются фотохимические или фотоэлектрические системы. В фотохимическом процессе энергия поглощенного фотона приводит к такому изменению химической структуры вещества, что информация об изображении (по крайней мере временно) хранится в измененном расположении атомов материала. В фотоэлектрическом процессе фотон взаимодействует со средой так, что освобождается электрон, и информация об изображении хранится в освобожденных электронах. В большинстве фотохимических и фотоэлектрических процессов фотоны сначала взаимодействуют с электронами, вызывая их перераспределение; главное различие этих процессов — в способе хранения информации.
Фотографический процесс может быть разделен на три стадии: экспозиция, проявление и фиксирование. Такое разделение удобно также при обсуждении других процессов. Экспозиция — это взаимодействие фотона с веществом, сопровождающееся формированием изображения. Проявление — процесс, в котором изображение становится видимым. Фиксирование — процесс, в котором изображение становится устойчивым. В процессе проявления происходит значительное усиление зарегистрированной информации. Глаз
Оптическая система глаза (рис. 6.1) состоит из роговицы, хрусталика, радужной оболочки и прозрачной вязкой жидкости, называемой стекловидным телом (показатель преломления 1,336). Формирование изображения в основном осуществляется роговицей вместе с хрусталиком, которые в комбинации имеют фокусное расстояние около 20 мм. Роговица глаза граничит с одной стороны с воздухом и с другой — со стекловидным телом в отличие от объективов, у которых линзы находятся в воздухе.
Рис. 6.1
Строение глаза человека
Сетчатка глаза изогнута и граничит со стекловидным телом. В результате получается одноповерхностная линза, которая может значительно изгибаться и при этом функционировать достаточно хорошо.