Вызначэнне лупы
Лупа або павелічальнае шкло — гэта выпуклая лінза , якая выкарыстоўваецца, каб дапамагчы воку ўбачыць аб'ект, які цяжка назіраць непасрэдна вокам. Лупу называюць простай лупай, таму што яна мае абмежаваную здольнасць павялічваць выяву аб'екта. У наступным уроку вы даведаецеся пра непростыя лупы, такія як мікраскопы і г.д.
Як гэта працуе?
Пры блізкім разглядзе прадмет здаецца вялікім, але пры вялікім разглядзе ён здаецца маленькім. Блізка размешчаныя прадметы здаюцца вялікімі з-за вялікага памеру выявы прадметаў, якая фармуецца на сятчатцы. І наадварот, тое ж самае пры вялікім разглядзе з-за малога памеру выявы, якая фармуецца на сятчатцы. Такім чынам, памер бачнага прадмета залежыць ад памеру выявы прадмета, створанай на сятчатцы. Вялікія ці малыя выявы прадметаў, створаныя на сятчатцы, залежаць ад вугла, які ўтвараецца паміж вокам і прадметам, як паказана на малюнку ніжэй.
Аб'екты, якія знаходзяцца далёка ад вока, здаюцца меншымі, таму што яны маюць меншыя вуглы (θ) (малюнак 1.1). І наадварот, аб'екты, якія знаходзяцца блізка да вачэй, выглядаюць больш значнымі, таму што яны маюць большы вугал (малюнак 1.2). Можна зрабіць выснову, што памер аб'екта, які бачыць вока, можна павялічыць або паменшыць, павялічваючы або памяншаючы вугал (θ). Вугал павялічваецца, калі набліжаць вока да аб'екта. У адваротным выпадку вугал мінімізуецца, калі трымаць вока далей ад аб'екта.
Вышэйзгаданы агляд можна ўжыць і да іншых праблем. Калі вы сутыкнуліся з алфавітам, які настолькі малы, што вам цяжка чытаць, што вы робіце, каб прачытаць тэкст? Зыходзячы з вышэйзгаданага агляду, вы можаце паднесці алфавіт бліжэй да вока, каб вугал, які ўтвараецца паміж алфавітам і вачыма, павялічыўся, таму почырк стаў большым і яго можна было прачытаць. Варта разумець, што блізкая кропка нармальнага вока або мінімальная адлегласць, на якую можа сфакусавацца нармальнае вока, складае 25 см.
такім чынам, калі адлегласць паміж алфавітам і вокам меншая за 25 см, алфавіт выглядае размытым. Алфавіт, які можна прачытаць з адлегласці ўсяго 25 см, здаецца размытым, калі наблізіць яго да адлегласці паміж алфавітам і вачыма меншай за 25 см. Тады як зрабіць так, каб алфавіт з маленькім памерам шрыфта можна было прачытаць? Вядома, вам спатрэбіцца аптычны прыбор, які можа павялічваць алфавіт.
Аптычныя прыборы, такія як плоскія люстэркі, увагнутыя люстэркі і выпуклыя люстэркі, нельга выкарыстоўваць для чытання алфавіта, таму што люстэрка непразрыстае. Замест гэтага лінза напаўпразрыстая, таму яе можна выкарыстоўваць для чытання алфавіта. У ўроку, прысвечаным фарміраванню выявы з дапамогай увагнутай лінзы, тлумачыцца, што ўвагнутая лінза можа толькі памяншаць выяву аб'екта. У тэме, прысвечанай фарміраванню выявы з дапамогай выпуклай лінзы, тлумачыцца, што выпуклая лінза можа павялічваць выяву аб'екта, таму выпуклую лінзу можна выкарыстоўваць як лупу або павелічальнае шкло.
На малюнку 1.3 аб'екты бачныя непасрэдна вокам, прычым аб'екты здаюцца малымі з-за вугла паміж вачыма і двума канцамі аб'екта, малога. На малюнку 1.4 вока бачыць аб'екты праз лупу. Лупа служыць для фарміравання выявы і павелічэння яе, каб тое, што бачыць вока, было выявай. Выява аб'екта, якая назіраецца вокам праз лупу, здаецца больш значнай, таму што вугал, утвораны паміж вокам і двума канцамі выявы, больш значны.
Каб вока назіральніка ўбачыла малюнак праз павелічальнае шкло, малюнак павінен быць віртуальным ( малюнак знаходзіцца перад луп, Або малюнак знаходзіцца з таго ж боку, што і аб'ект, як паказана на малюнку 1.4). Адносна фарміраванне выявы з дапамогай выпуклая лінза, было растлумачана, што для малюнак быць віртуальным, аб'ект адлегласць (do) павінна быць меншай або роўнай фокуснай кропцы даўжыня (е).
s = do = адлегласць да аб'екта
s' = di = адлегласць выявы
h = ho = вышыня аб'екта
h' = hi = вышыня выявы
F = фокусная кропка
θ = вугал паміж лінзай і двума канцамі аб'екта. На малюнку 1.3 разглядаемая лінза — гэта акуляр, тады як на малюнку 1.4 разглядаемая лінза — гэта выпуклая лінза, якая выкарыстоўваецца ў якасці лупы.
На малюнку 1.3 (малюнак глядзіць збоку) аб'ект знаходзіцца злева, а вока назіральніка — справа. На малюнку 1.4 (выява глядзіць збоку) аб'екты і выява аб'ектаў, атрыманая з дапамогай выпуклай лінзы, знаходзяцца злева, а вока назіральніка — справа.
Як выкарыстоўваць луп
Калі адлегласць да аб'екта (do) роўная фокуснай адлегласці (f), выява віртуальная, а адлегласць да выявы (di) бясконцая. Бясконцая адлегласць — гэта максімальная адлегласць да віртуальнай выявы, таму што далёкая кропка нармальнага вока бясконцая. Замест гэтага мінімальная адлегласць да віртуальнай выявы складае 25 см, таму што блізкая кропка нармальнага вока роўная 25 см.
Калі вока бачыць віртуальны вобраз на бясконцай адлегласці (далёкай кропцы), вочы маюць мінімальную акамадацыю, або цыліярныя мышцы вока максімальна расслабленыя. Для дасягнення гэтага адлегласць паміж аб'ектам і лупай павінна быць такой жа, як фокусная адлегласць. Калі фокусная адлегласць лупы складае 25 см, то адлегласць паміж аб'ектамі і лупай складае 25 см.
І наадварот, калі вока бачыць віртуальны малюнак на адлегласці 25 см (блізкая кропка), вока максімальна напружвае цыліярныя мышцы або мышцы вачэй. Калі фокусная адлегласць лупы складае 25 см, то вока бачыць віртуальны малюнак на адлегласці 25 см, калі адлегласць да аб'екта такая ж, як у выніку разліку ніжэй.
Ураўненне лінзы і выпуклага люстэрка:
1/d = 1/f – 1/di
do = адлегласць да аб'екта, f = фокусная адлегласць, di = адлегласць да выявы = блізкая кропка = 25 см
Лупа — гэта выпуклая лінза, таму фокусная адлегласць дадатная. Віртуальны вобраз, таму адлегласць выявы (di) адмоўная.
1/do = 1/f – (-1/di) = 1/f + 1/di
1/до = 1/25 + 1/25 = 2/25
do = 25/2 = 12.5 см
Калі фокусная адлегласць лупы складае 25 см, вока бачыць віртуальны малюнак на адлегласці 25 см, калі адлегласць складае 12.5 см. Адлегласць паміж аб'ектам і лупай павінна быць не менш за 12.5 см, таму што вока не можа бачыць малюнак, атрыманы лупай.
Што рабіць, калі фокусная адлегласць лупы складае 50 см? Калі фокусная адлегласць лупы роўная 50 см, вока бачыць віртуальны малюнак на адлегласці 25 см, калі адлегласць такая ж, як у выніку разліку ніжэй.
1/do = 1/f – (-1/di) = 1/f + 1/di
1/до = 1/50 + 1/25 = 1/50 + 2/50 = 3/50
do = 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.
