照相機的工作過程，概略地說是應用光學成像原理，通過照相鏡頭將被攝物體成像在感光材料上。下面將粗略地介紹攝影光學成像原理：人類對于光的本性的認識，光線的傳播及透鏡成像原理。 vUL@i'0&o
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人類對于光的本性的認識經歷了漫長而又曲折的過程。在整個18世紀中，光的微粒流理論在光學中仍占優(yōu)勢，人們普遍認為光是微小的粒子組成的，從點光源發(fā)出并以直線向四面八方輻射。19世紀初，以楊氏（Young）和菲涅耳（Fresnel）的著作為代表逐步發(fā)展成今天的波動光學體系。如今對光的本性認識是：光和實物一樣，是物質的一種，它同時具有波的性質和微粒（量子）的性質，但從整體來說，它既不是波，也不是微粒，也不是它們的混合物。 E+ XR [p
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從本質上，講光和一般無線電波并無區(qū)別，光和電磁波一樣是橫波，即波的振動方向與傳播方向垂直。一個發(fā)光體就是電磁波的發(fā)射源，發(fā)光體發(fā)射的電磁波向周圍空間傳播，和水波波動產生的波浪向四周傳播相似。強度最大或最小的兩點距離稱為波長，用λ表示。傳播一個波長所需的時間稱為周期，用T表示，一個周期就是一個質點完成一次振動所需要的時間。1秒內振動的次數稱為頻率，用ν表示。經過1s振動傳播的距離稱為速度，用“v”表示。波長、頻率、周期和速度之間有如下關系： >$3 =yw%
v=λ/T ，ν=1/T，v=λν zT!.5qd
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由此可見，光的波長與頻率成反比。實際上光波只占整個電磁波波段的很小一部分。波長在400～700nm的電磁波能夠為人眼所感覺，稱為可見光，超過這個范圍人眼就感覺不到了。不同波長的可見光在我們的眼睛中產生不同的顏色感覺，按照波長由長到短，光的顏色依次是紅、橙、黃、綠、青、藍、紫等色。不同波長的電磁波在真空中具有完全相同的傳播速度，數值是c=300,000km/s。 *y+K{ fM1
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光既然是電磁波，研究光的傳播問題，應該是一個波動傳播問題，但是在設計照相機鏡頭及其他光學儀器時，并不把光看作是電磁波，而是把光看作是能傳播能量的幾何線，叫做光線。光源A發(fā)光就是向四周發(fā)出無數條幾何線，這無數條具有方向的幾何線就叫做光線。這樣在幾何光學中研究光的傳播問題，就變成了一個幾何問題、數學問題，問題簡化多了。
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下面敘述幾何光學的幾個基本定律——光線的傳播規(guī)律： f*m^x7
(1)光的直線傳播定律 光在均勻介質中，是沿著直線傳播的，即在均勻介質中光線為一直線。光的直線傳播現(xiàn)象在日常生活中隨時隨地可以見到，如物體被光照射而成影，小孔成像等。光的直線傳播引出了光線這個概念。 5yW}#W>
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(2)光的獨立傳播定律 光的傳播是獨立的，當不同光線從不同方向通過介質某一點時，彼此互不影響。當兩支光線會聚于空間某一點時，它的作用為簡單的疊加。光線的這一性質，使被拍攝物體各點的光互不影響地進入照相鏡頭，在成像面上成像。 ,>kXn1 ,
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(3)光的反射定律 當光傳播到兩種不同介質的分界面時，就會改變傳播方向，發(fā)生光的反射。光的反射定律指出： D51O/.: U2
①入射光線、反射光線和分界面上光投射點的法線在同一平面內，人射光線與反射光線分別位于法線的兩側。 Pc+,iK>
②人射角和反射角相等。入射光線與法線N的夾角記為入射角，用i表示；反射光線與法線N的夾角記為反射角，用α表示。則有i=α。光的反射現(xiàn)象還具有可逆性，假如光線逆著原來反射光線方向入射到界面上，那么它將逆著原來入射光線的方向反射出去。隨著界面的不同，反射又可分為定向反射和漫反射。從一個方向入射到光亮、平整的鏡子上的光線，入射點都落到同一平面上，其反射都向著同一方向，則稱為定向反射。當光從一個方向投射到粗糙表面上時（如毛玻璃面等），由于粗糙面可以看成由許多角度不同的小平面組成，光線便從各個不同的方向反射出去，稱為漫反射。但需注意在漫反射現(xiàn)象中，就每一條光線而言都還是遵循反射定律的。 `sv] /8RN
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光的反射，在照相術中起著相當重要的作用。例如人本身并不發(fā)光，但當光線從各個角度照射到人身上后，光線便可從各個角度有所反射。我們常利用反射光進行拍照，就是遵循光的反射定律。
