Вызначэнне павелічальнага шкла
Павелічальнае шкло, або простая лупа, — гэта выпуклая лінза, якая выкарыстоўваецца, каб дапамагчы воку бачыць аб'екты, якія цяжка ўбачыць непасрэдна, напрыклад, вельмі дробны надпіс. Павелічальнае шкло называецца простай лупай, таму што яно мае абмежаваную здольнасць павялічваць выяву аб'екта. У наступным уроку вы даведаецеся пра непростыя лупы, такія як мікраскопы , наземныя тэлескопы і тэлескопы.
Як працуе лупа
Калі глядзець зблізку, аб'ект здаецца вялікім, але калі глядзець з вельмі далёкай адлегласці, аб'ект здаецца маленькім. Блізкія аб'екты здаюцца вялікімі, таму што памер выявы, якая фарміруецца на сятчатцы, вялікі. І наадварот, той жа аб'ект, калі глядзець з вельмі далёкай адлегласці, здаецца маленькім, таму што памер выявы, якая фарміруецца на сятчатцы, малы. Такім чынам, памер аб'екта, які бачыць вока, залежыць ад памеру выявы, якая фарміруецца на сятчатцы. Памер выявы, якая фарміруецца на сятчатцы, залежыць ад вугла, які ўтвараецца паміж вокам і аб'ектам, як паказана на малюнку ніжэй.
Аб'екты, якія знаходзяцца далёка ад вока, здаюцца меншымі, таму што яны маюць меншы вугал (θ) (малюнак 1.1). І наадварот, аб'екты, якія знаходзяцца блізка да вока, здаюцца большымі, таму што яны маюць большы вугал (θ) (малюнак 1.2). Можна зрабіць выснову, што памер аб'екта, які бачыць вока, можна павялічыць або паменшыць, павялічваючы або памяншаючы вугал (θ). Вугал павялічваецца пры набліжэнні вока да аб'екта, і наадварот, вугал памяншаецца пры аддаленні вока ад аб'екта.
Вышэйпаказанае абмеркаванне можна ўжыць і да іншых праблем. Калі вы сутыкнуліся з почыркам настолькі дробным, што яго цяжка чытаць, што вы робіце, каб зрабіць яго чытэльным? Зыходзячы з вышэйсказанага, вы можаце паднесці почырк бліжэй да вачэй, каб павялічыць вугал паміж почыркам і вашым вокам, зрабіўшы почырк большым і больш чытэльным. Важна разумець, што блізкая кропка нармальнага вока , або мінімальная адлегласць, на якой можа сфакусавацца нармальнае вока, складае 25 см. Такім чынам, калі адлегласць паміж почыркам і вокам меншая за 25 см, почырк будзе выглядаць размытым. Нават почырк, які можна прачытаць з адлегласці 25 см, выглядае размытым, калі наблізіць яго да адлегласці паміж почыркам і вокам меншай за 25 см. А як наконт почырку, які нельга прачытаць з адлегласці меншай за 25 см? Дык як жа зрабіць почырк такімі дробнымі літарамі чытэльным? Вядома, вам патрэбна дапамога аптычнага прыбора, які можа павялічваць почырк.
Аптычныя прыборы, такія як плоскае люстэрка, ўвагнутае люстэрка Дэн выпуклае люстэрка нельга выкарыстоўваць для чытання напісанага, бо люстэрка непразрыстае. З іншага боку, лінза празрыстая, таму яе можна выкарыстоўваць для чытання напісанага. На ўроку выява ўвагнутай лінзытлумачыцца, што ўвагнутая лінза можа толькі памяншаць выяву аб'екта. У адрозненне ад гэтага, у тэме выява выпуклай лінзы Тлумачыцца, што выпуклая лінза можа павялічваць выяву аб'екта. Паколькі яна можа павялічваць выяву, выпуклая лінза можа быць распрацаваны ў выглядзе павелічальнага шкла.
Разгледзьце наступныя два відарысы. На малюнку 1.3 аб'ект разглядаецца непасрэдна вокам, прычым аб'ект здаецца маленькім, таму што вугал паміж вокам і двума канцамі аб'екта малы. На малюнку 1.4 вока разглядае аб'ект праз павелічальнае шкло. Функцыя павелічальнага шкла складаецца з фарміравання выявы і павелічэння гэтай выявы, таму тое, што бачыць вока, і ёсць выява. Выява аб'екта, якая назіраецца вокам праз павелічальнае шкло, здаецца большай, таму што вугал, утвораны паміж вокам і двума канцамі выявы, большы.
Каб вока назіральніка магло ўбачыць выяву праз павелічальнае шкло, выява павінна быць віртуальнай (выява знаходзіцца перад павелічальным шклом або з таго ж боку, што і аб'ект, як на малюнку 1.4). У тэме выпуклых лінзавых выяваў было тлумачана, што для таго, каб выява была віртуальнай, адлегласць да аб'екта (s) павінна быць меншай або роўнай фокуснай адлегласці (f).
Подпіс:
s = адлегласць да аб'екта
s' = адлегласць выявы
h = вышыня аб'екта
h' = вышыня ценю
F = фокусная кропка павелічальнага шкла
θ = вугал паміж лінзай і абодвума канцамі аб'екта. На малюнку 1.3 разглядаемая лінза — гэта акуляр, а на малюнку 1.4 — выпуклая лінза, якая выкарыстоўваецца ў якасці павелічальнага шкла.
На малюнку 1.3 (выгляд збоку) аб'ект знаходзіцца злева, а вока назіральніка — справа. На малюнку 1.4 (выгляд збоку) аб'ект і яго выява, атрыманая выпуклай лінзай, знаходзяцца злева, а вока назіральніка — справа.
Як карыстацца лупай
Калі адлегласць да аб'екта (s) роўная фокуснай адлегласці (f), выява віртуальная, а адлегласць да выявы (s') бясконцая. Бясконцасць — гэта максімальная віртуальная адлегласць да выявы, таму што далёкая кропка Адлегласць для нармальнага вока бясконцая. З іншага боку, мінімальная адлегласць віртуальнага малюнка складае 25 см, таму што блізкая кропка нармальнае вока складае 25 см.
Калі вока разглядае віртуальны малюнак у бясконцасці (далёкая кропка), вока знаходзіцца ў стане мінімальнай акамадацыі, або цыліярныя мышцы найбольш расслабленыя. Для дасягнення гэтага адлегласць паміж аб'ектам і лупай павінна быць роўнай фокуснай адлегласці лупы. Калі фокусная адлегласць лупы складае 25 см, то адлегласць паміж аб'ектам і лупай складае 25 см.
З іншага боку, калі вока бачыць віртуальны вобраз на адлегласці 25 см (блізкі пункт), вока максімальна акамадзіруецца або цыліярная мышца вока у найбольш напружаным стане. Калі фокусная адлегласць павелічальнага шкла роўная 25 см, то вока бачыць віртуальны малюнак на адлегласці 25 см, калі адлегласць да аб'екта такая ж, як вынік разліку ніжэй.
Формула выгнутай лінзы і люстэрка:
1/с = 1/f – 1/с'
Апісанне: s = адлегласць да аб'екта, f = фокусная адлегласць, s' = адлегласць да выявы = блізкая кропка = 25 см
Павелічальнае шкло — гэта выпуклая лінза, таму фокусная адлегласць дадатная. Выява віртуальная, таму s' адмоўная.
1/с = 1/f – (-1/с') = 1/f + 1/с'
1/с = 1/25 + 1/25 = 2/25
s = 25/2 = 12,5 см
Калі фокусная адлегласць лупы складае 25 см, вока бачыць віртуальны малюнак на адлегласці 25 см, калі адлегласць да аб'екта складае 12,5 см. Адлегласць паміж аб'ектам і лупай не павінна быць меншай за 12,5 см, таму што малюнак, атрыманы з дапамогай лупы, не можа быць выразна бачны вокам.
Што рабіць, калі фокусная адлегласць павелічальнага шкла складае 50 см? Калі фокусная адлегласць павелічальнага шкла роўная 50 см, то вока бачыць віртуальны малюнак на адлегласці 25 см, калі адлегласць да аб'екта такая ж, як у выніку разліку ніжэй.
1/с = 1/f – (-1/с') = 1/f + 1/с'
1/с = 1/50 + 1/25 = 1/50 + 2/50 = 3/50
s = 50/3 = 16,67 см
Калі фокусная адлегласць лупы складае 50 см, вока бачыць віртуальны малюнак на адлегласці 25 см, калі адлегласць да аб'екта складае 16,7 см. Адлегласць паміж аб'ектам і лупай не павінна быць меншай за 16,7 см, таму што малюнак, атрыманы з дапамогай лупы, не можа быць выразна бачны вокам.
Павелічэнне павелічальнага шкла пад вуглом
Ці большы памер выявы прадмета, які бачыцца праз лупу, калі яго назіраць вокам з мінімальнай ці максімальнай акамадацыяй? Што лепш выкарыстоўваць у якасці лупы: выпуклую лінзу з вялікай фокуснай адлегласцю ці выпуклую лінзу з малой фокуснай адлегласцю? На гэтыя пытанні можна адказаць пасля таго, як вы вывучыце формулу для лупы.
