Дефиниция на лупа
Лупата или лупата е изпъкнала леща , която се използва, за да помогне на окото да види обект, който е трудно да се наблюдава директно с око. Лупата се нарича обикновена лупа, защото има ограничена способност да увеличава изображението на обект. В следващия урок ще научите за не-прости лупи, като микроскопи и др.
Как работи
Когато се гледа отблизо, един обект изглежда голям, но когато се гледа от голямо разстояние, изглежда малък. Близо разположените обекти изглеждат големи поради големия размер на изображението на обектите, образувано върху ретината. Обратно, същото нещо, когато се гледа от голямо разстояние, изглежда малко поради малкия размер на изображението, образувано върху ретината. Така че, размерът на видимия обект зависи от размера на изображението на обекта, създадено върху ретината. Големите или малките изображения на обектите, създадени върху ретината, зависят от ъгъла, образуван между окото и обекта, както е показано на фигурата по-долу.
Обектите, които са далеч от окото, изглеждат по-малки, защото имат по-малки ъгли (θ) (Фигура 1.1). Обратно, обектите, които са близо до очите, изглеждат по-значителни, защото имат по-голям ъгъл (Фигура 1.2). Може да се заключи, че размерът на обекта, виждан от окото, може да се увеличи или намали чрез увеличаване или намаляване на ъгъла (θ). Ъгълът се увеличава чрез приближаване на окото до обекта. В противен случай ъгълът се минимизира, като окото се държи далеч от обекта.
Горният преглед може да се приложи и към други проблеми. Ако откриете азбука, която е толкова малка, че ви е трудно да четете, какво правите, за да прочетете текста? Въз основа на горния преглед, може да приближите азбуката до окото, така че ъгълът, образуван между азбуката и очите, да е по-голям, така че написаното да стане по-едро и да може да се чете. Трябва да се отбележи, че близката точка на нормалното око или най-близкото разстояние, което може да бъде фокусирано върху нормалното око, е 25 см,
Следователно, ако разстоянието между азбуката и окото е по-малко от 25 см, азбуката изглежда размазана. Азбука, която може да се чете от разстояние само 25 см, изглежда размазана, когато се приближи до разстоянието между азбуката и очите, по-малко от 25 см. Тогава как да се направи така, че азбуката с малък размер на шрифта да може да се чете? Разбира се, ви е необходима помощта на оптичен инструмент, който може да увеличава азбуката.
Оптични инструменти като плоски огледала, вдлъбнати огледала и изпъкнали огледала не могат да се използват за четене на азбука, защото огледалото не е прозрачно. Вместо това, лещата е полупрозрачна, така че може да се използва за четене на азбуката. В урока за формирането на изображението от вдлъбнатата леща е обяснено, че вдлъбнатата леща може само да намали изображението на обект. В темата за формирането на изображението от изпъкналата леща е обяснено, че изпъкналата леща може да увеличава изображението на обект, така че изпъкналата леща може да бъде проектирана като лупа или лупа.
На фигура 1.3 обектите се виждат директно с окото, като те изглеждат малки поради ъгъла между очите и двата края на обекта. На фигура 1.4 окото вижда обекти през лупа. Лупата функционира, за да формира изображението и да го увеличи, така че това, което се вижда от окото, да е изображение. Образът на обекта, наблюдаван от окото през лупата, изглежда по-значим, защото ъгълът, образуван между окото и двата края на изображението, е по-значим.
За да може окото на наблюдателя да види изображение през лупа- изображение трябва да е виртуален ( изображение е пред лупИли изображение е от същата страна като обекта, както е показано на Фигура 1.4). Относно формирането на изображението от изпъкнала леща, обяснено е, че за изображение да бъде виртуален, обект разстоянието (do) трябва да е по-малко или равно на фокусната точка Дължината (Е).
s = do = разстоянието до обекта
s' = di = разстоянието до изображението
h = ho = височината на обекта
h' = hi = височината на изображението
F = фокусна точка
θ = ъгълът между лещата и двата края на обекта. На фигура 1.3 въпросната леща е окулярът, докато на фигура 1.4 въпросната леща е изпъкнала леща, която се използва като лупа.
На Фигура 1.3 (фигурата гледа настрани), обектът е отляво, докато окото на наблюдателя е отдясно. На Фигура 1.4 (изображението гледа настрани), обектите и изображението на обекти, получени от изпъкнала леща, са отляво, докато окото на наблюдателя е отдясно.
Как да използвам луп
Когато разстоянието до обекта (do) е равно на фокусното разстояние (f), изображението е виртуално и разстоянието до изображението (di) е безкрайно. Безкрайно е максималното виртуално разстояние до изображението, защото далечната точка на нормалното око е безкрайна. Вместо това, минималното виртуално разстояние до изображението е 25 см, защото близката точка на нормалното око е 25 см.
Когато окото вижда виртуален образ на безкрайно разстояние (далечна точка), очите имат минимална акомодация или цилиарните мускули на окото са максимално отпуснати. За да се постигне това, разстоянието между обекта и лупата трябва да е същото като фокусното разстояние. Ако фокусното разстояние на лупата е 25 см, разстоянието между обектите и лупата е 25 см.
Обратно, когато окото вижда виртуално изображение на разстояние 25 см (близка точка), очите акомодират максимално или цилиарните мускули в най-напрегнато състояние. Ако фокусното разстояние на лупата е 25 см, тогава окото вижда виртуално изображение на разстояние 25 см, когато разстоянието до обекта е същото като резултата от изчислението по-долу.
Уравнението на лещата и изпъкналото огледало:
1/d = 1/f – 1/di
do = разстояние до обекта, f = фокусно разстояние, di = разстояние до изображението = близка точка = 25 см
Лупата е изпъкнала леща, така че фокусното разстояние е положително. Виртуалното изображение, така че разстоянието до изображението (di) е отрицателно.
1/do = 1/f – (-1/di) = 1/f + 1/di
1/до = 1/25 + 1/25 = 2/25
do = 25/2 = 12.5 см
Ако фокусното разстояние на лупата е 25 см, окото вижда виртуален образ на разстояние 25 см, когато разстоянието е 12.5 см. Разстоянието между обекта и лупата не трябва да бъде по-малко от 12.5 см, защото окото не може да види изображението, създадено от лупата.
Ами ако фокусното разстояние на лупата е 50 см? Ако фокусното разстояние на лупата е 50 см, окото вижда виртуален образ на разстояние 25 см, когато разстоянието е същото като резултата от изчислението по-долу.
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
Ако фокусното разстояние на лупата е 50 см, окото вижда виртуален образ на разстояние 25 см, когато разстоянието до обекта е 16.7 см. Разстоянието между обекта и лупата не трябва да бъде по-малко от 16.7 см, тъй като изображението, създадено от лупата, не може да се види ясно от окото.
