Definisie van 'n vergrootglas
'n Vergrootglas, of eenvoudige vergrootglas, is 'n konvekse lens wat gebruik word om die oog te help om voorwerpe te sien wat moeilik is om direk te sien, soos baie klein letters. 'n Vergrootglas word 'n eenvoudige vergrootglas genoem omdat dit 'n beperkte vermoë het om 'n voorwerp se beeld te vergroot. In die volgende les sal jy leer oor nie-eenvoudige vergrootglase soos mikroskope , aardse teleskope en teleskope.
Hoe 'n vergrootglas werk
Wanneer 'n voorwerp van naby gesien word, lyk dit groot, maar wanneer dit van baie ver gesien word, lyk dit klein. Naby voorwerpe lyk groot omdat die grootte van die beeld wat op die retina gevorm word, groot is. Omgekeerd lyk dieselfde voorwerp klein wanneer dit van baie ver gesien word, omdat die grootte van die beeld wat op die retina gevorm word, klein is. Dus, die grootte van 'n voorwerp wat deur die oog gesien word, hang af van die grootte van die beeld wat op die retina gevorm word. Die grootte van die beeld wat op die retina gevorm word, hang af van die hoek wat tussen die oog en die voorwerp gevorm word, soos in die beeld hieronder getoon.
Voorwerpe wat ver van die oog af is, lyk kleiner omdat hulle 'n kleiner hoek (θ) het (Figuur 1.1). Omgekeerd lyk voorwerpe wat naby die oog is groter omdat hulle 'n groter hoek (θ) het (Figuur 1.2). Daar kan afgelei word dat die grootte van 'n voorwerp wat deur die oog gesien word, vergroot of verklein kan word deur die hoek (θ) te verhoog of te verklein. Die hoek word vergroot deur die oog nader aan die voorwerp te bring, omgekeerd word die hoek verklein deur die oog weg van die voorwerp te beweeg.
Die bogenoemde bespreking kan op ander kwessies toegepas word. As jy skrif so klein teëkom dat dit moeilik is om te lees, wat doen jy om dit leesbaar te maak? Gebaseer op die bespreking hierbo, kan jy die skrif nader aan jou oë bring om die hoek tussen die skrif en jou oog te vergroot, wat die skrif groter en meer leesbaar maak. Dit is belangrik om te besef dat die naaste punt van 'n normale oog , of die naaste afstand waarop 'n normale oog kan fokus, 25 cm is. Daarom, as die afstand tussen die skrif en die oog minder as 25 cm is, sal die skrif vaag lyk. Selfs skrif wat van 'n afstand van 25 cm gelees kan word, lyk vaag wanneer dit nader aan die afstand tussen die skrif en die oog van minder as 25 cm gebring word. Wat van skrif wat nie van 'n afstand van minder as 25 cm gelees kan word nie? So, hoe kan jy skrif met sulke klein letters leesbaar maak? Natuurlik benodig jy die hulp van 'n optiese instrument wat die skrif kan vergroot.
Optiese instrumente soos plat spieël, konkawe spieël Dan konvekse spieël kan nie gebruik word om skryfwerk te lees nie, want spieëls is ondeursigtig. Aan die ander kant is lense deursigtig, so hulle kan gebruik word om skryfwerk te lees. In die les konkawe lensbeeld, word verduidelik dat 'n konkawe lens slegs die beeld van 'n voorwerp kan verminder. In teenstelling hiermee, in die onderwerp konvekse lensbeeld Daar word verduidelik dat 'n konvekse lens die beeld van 'n voorwerp kan vergroot. Omdat dit die beeld kan vergroot, konvekse lens kan as 'n vergrootglas ontwerp word.
Kyk na die volgende twee beelde. In Figuur 1.3 word die voorwerp direk met die oog beskou, waar die voorwerp klein lyk omdat die hoek tussen die oog en die twee punte van die voorwerp klein is. In Figuur 1.4 beskou die oog die voorwerp deur 'n vergrootglas. Die vergrootglas dien om 'n beeld te vorm en daardie beeld te vergroot, dus wat die oog sien, is die beeld. Die beeld van die voorwerp wat deur die oog deur die vergrootglas waargeneem word, lyk groter omdat die hoek tussen die oog en die twee punte van die beeld groter is.
Vir die waarnemer se oog om die beeld deur die vergrootglas te sien, moet die beeld virtueel wees (die beeld is voor die vergrootglas of die beeld is aan dieselfde kant as die voorwerp, soos in figuur 1.4). In die onderwerp van konvekse lensbeelde is verduidelik dat die voorwerpafstand (s) kleiner of gelyk aan die brandpuntsafstand (f) moet wees om virtueel te wees.
Onderskrif:
s = afstand van voorwerp
s' = beeldafstand
h = hoogte van voorwerp
h' = hoogte van skaduwee
F = fokuspunt van die vergrootglas
θ = die hoek tussen die lens en beide kante van die voorwerp. In Figuur 1.3 is die betrokke lens die oogstuk, terwyl in Figuur 1.4 die betrokke lens 'n konvekse lens is wat as 'n vergrootglas gebruik word.
In Figuur 1.3 (sy-aansig) is die voorwerp aan die linkerkant terwyl die waarnemer se oog aan die regterkant is. In Figuur 1.4 (sy-aansig) is die voorwerp en die beeld daarvan wat deur die konvekse lens geproduseer word, aan die linkerkant terwyl die waarnemer se oog aan die regterkant is.
Hoe om 'n vergrootglas te gebruik
Wanneer die voorwerpafstand (s) dieselfde is as die brandpuntsafstand (f), is die beeld virtueel en die beeldafstand (s') oneindig. Oneindigheid is die maksimum virtuele beeldafstand omdat verre punt Die afstand van 'n normale oog is oneindig. Aan die ander kant is die minimum virtuele beeldafstand 25 cm omdat nabye punt Normale oog is 25 cm.
Wanneer die oog 'n virtuele beeld by oneindigheid (die verste punt) beskou, is die oog op minimum akkommodasie, of die siliêre spiere is op hul mees ontspanne. Om dit te bereik, moet die afstand tussen die voorwerp en die vergrootglas gelyk wees aan die vergrootglas se brandpuntsafstand. As die vergrootglas se brandpuntsafstand 25 cm is, dan is die afstand tussen die voorwerp en die vergrootglas 25 cm.
Aan die ander kant, wanneer die oog 'n virtuele beeld op 'n afstand van 25 cm (nabye punt) sien, akkommodeer die oog maksimaal of siliêre spier van die oog in die mees gespanne toestand. As die brandpuntsafstand van die vergrootglas 25 cm is, sien die oog 'n virtuele beeld op 'n afstand van 25 cm wanneer die afstand tot die voorwerp dieselfde is as die berekeningsresultaat hieronder.
Geboë lens en spieëlformule:
1/s = 1/f – 1/s'
Beskrywing: s = voorwerpafstand, f = brandpuntafstand, s' = beeldafstand = nabye punt = 25 cm
Die vergrootglas is 'n konvekse lens, dus is die brandpuntsafstand positief. Die beeld is virtueel, dus is s' negatief.
1/s = 1/f – (-1/s') = 1/f + 1/s'
1/s = 1/25 + 1/25 = 2/25
s = 25/2 = 12,5 cm
As die loep se brandpuntafstand 25 cm is, sien die oog 'n virtuele beeld op 'n afstand van 25 cm wanneer die voorwerpafstand 12,5 cm is. Die afstand tussen die voorwerp en die loep moet nie kleiner as 12,5 cm wees nie, want die beeld wat deur die loep geproduseer word, kan nie duidelik deur die oog gesien word nie.
Wat as die brandpuntsafstand van die vergrootglas 50 cm is? As die brandpuntsafstand van die vergrootglas 50 cm is, sien die oog 'n virtuele beeld op 'n afstand van 25 cm wanneer die afstand tot die voorwerp dieselfde is as die berekeningsresultaat hieronder.
1/s = 1/f – (-1/s') = 1/f + 1/s'
1/s = 1/50 + 1/25 = 1/50 + 2/50 = 3/50
s = 50/3 = 16,67 cm
As die loep se brandpuntafstand 50 cm is, sien die oog 'n virtuele beeld op 'n afstand van 25 cm wanneer die voorwerpafstand 16,7 cm is. Die afstand tussen die voorwerp en die loep moet nie kleiner as 16,7 cm wees nie, want die beeld wat deur die loep geproduseer word, kan nie duidelik deur die oog gesien word nie.
Vergroting van vergrootglashoek
Is die beeld van 'n voorwerp wat deur 'n vergrootglas gesien word, groter wanneer dit deur 'n oog met minimum akkommodasie of 'n oog met maksimum akkommodasie waargeneem word? Watter een is beter om as 'n vergrootglas te gebruik, 'n konvekse lens met 'n groot brandpuntsafstand of 'n konvekse lens met 'n klein brandpuntsafstand? Hierdie vrae kan beantwoord word nadat jy die formule vir 'n vergrootglas leer.
