Definition af et forstørrelsesglas
Et forstørrelsesglas, eller simpel lup, er en konveks linse, der bruges til at hjælpe øjet med at se genstande, der er vanskelige at se direkte, såsom meget lille skrift. Et forstørrelsesglas kaldes et simpelt forstørrelsesglas, fordi det har en begrænset evne til at forstørre et objekts billede. I den næste lektion vil du lære om ikke-simple forstørrelsesglas såsom mikroskoper , jordbaserede teleskoper og teleskoper.
Hvordan en forstørrelsesglas virker
Når man ser et objekt på tæt afstand, virker det stort, men når man ser det fra meget lang afstand, virker det lille. Objekter på tæt hold virker store, fordi størrelsen af det billede, der dannes på nethinden, er stor. Omvendt virker det samme objekt lille, når man ser det fra meget lang afstand, fordi størrelsen af det billede, der dannes på nethinden, er lille. Så størrelsen af et objekt, der ses af øjet, afhænger af størrelsen af det billede, der dannes på nethinden. Størrelsen af det billede, der dannes på nethinden, afhænger af vinklen mellem øjet og objektet, som vist på billedet nedenfor.
Objekter, der er langt fra øjet, virker mindre, fordi de har en mindre vinkel (θ) (Figur 1.1). Omvendt virker objekter, der er tæt på øjet, større, fordi de har en større vinkel (θ) (Figur 1.2). Det kan konkluderes, at størrelsen af et objekt, som øjet ser, kan forstørres eller formindskes ved at øge eller mindske vinklen (θ). Vinklen forstørres ved at bringe øjet tættere på objektet, omvendt reduceres vinklen ved at bevæge øjet væk fra objektet.
Ovenstående diskussion kan anvendes på andre problemer. Hvis du støder på skrift, der er så lille, at den er svær at læse, hvad gør du så for at gøre den læsbar? Baseret på ovenstående diskussion kan du bringe skriften tættere på dine øjne for at øge vinklen mellem skriften og dit øje, hvilket gør skriften større og mere læselig. Det er vigtigt at indse, at det nærmeste punkt for et normalt øje , eller den korteste afstand et normalt øje kan fokusere på, er 25 cm. Derfor, hvis afstanden mellem skriften og øjet er mindre end 25 cm, vil skriften virke sløret. Selv skrift, der kan læses fra en afstand på 25 cm, virker sløret, når den bringes tættere på en afstand mellem skriften og øjet på mindre end 25 cm. Hvad med skrift, der ikke kan læses fra en afstand på mindre end 25 cm? Så hvordan kan du gøre skrift med så små bogstaver læselig? Du har selvfølgelig brug for hjælp fra et optisk instrument, der kan forstørre skriften.
Optiske instrumenter som f.eks. fladt spejl, konkavt spejl dan konvekst spejl kan ikke bruges til at læse skrift, fordi spejlet ikke er gennemsigtigt. På den anden side er linsen gennemsigtig, så den kan bruges til at læse skrift. I lektionen konkav linsebillede, forklares det, at en konkav linse kun kan reducere billedet af et objekt. I modsætning hertil i emnet billede af konveks linse Det forklares, at en konveks linse kan forstørre billedet af et objekt. Fordi den kan forstørre billedet, konveks linse kan udformes som et forstørrelsesglas.
Se de følgende to billeder. I figur 1.3 ses objektet direkte med øjet, hvor objektet ser lille ud, fordi vinklen mellem øjet og objektets to ender er lille. I figur 1.4 ser øjet objektet gennem et forstørrelsesglas. Forstørrelsesglasset fungerer ved at danne et billede og forstørre det billede, så det øjet ser, er billedet. Billedet af objektet, som øjet observerer gennem forstørrelsesglasset, ser større ud, fordi vinklen mellem øjet og billedets to ender er større.
For at observatørens øje kan se billedet gennem forstørrelsesglasset, skal billedet være virtuelt (billedet er foran forstørrelsesglasset, eller billedet er på samme side som objektet, som i figur 1.4). I emnet om konvekse linsebilleder er det blevet forklaret, at for at billedet kan være virtuelt, skal objektafstanden (s) være mindre end eller lig med brændvidden (f).
Billedtekst:
s = objektets afstand
s' = billedafstand
h = objektets højde
h' = skyggens højde
F = forstørrelsesglassets fokuspunkt
θ = vinklen mellem linsen og begge ender af objektet. I figur 1.3 er den pågældende linse okularet, mens den pågældende linse i figur 1.4 er en konveks linse, der bruges som forstørrelsesglas.
I figur 1.3 (sidevisning) er objektet til venstre, mens observatørens øje er til højre. I figur 1.4 (sidevisning) er objektet og dets billede produceret af den konvekse linse til venstre, mens observatørens øje er til højre.
Sådan bruger du en forstørrelsesglas
Når objektafstanden (s) er den samme som brændvidden (f), er billedet virtuelt, og billedafstanden (s') er uendelig. Uendelig er den maksimale virtuelle billedafstand, fordi langt punkt Afstanden til et normalt øje er uendelig. På den anden side er den minimale virtuelle billedafstand 25 cm fordi nærpunkt Et normalt øje er 25 cm.
Når øjet ser et virtuelt billede i uendeligheden (det fjerneste punkt), er øjet i minimal akkommodation, eller ciliarmusklerne er mest afslappede. For at opnå dette skal afstanden mellem objektet og forstørrelsesglasset være lig med forstørrelsesglassets brændvidde. Hvis forstørrelsesglassets brændvidde er 25 cm, er afstanden mellem objektet og forstørrelsesglasset 25 cm.
Når øjet derimod ser et virtuelt billede i en afstand af 25 cm (nærpunkt), akkommoderer øjet maksimalt eller øjets ciliære muskel i den mest spændte tilstand. Hvis forstørrelsesglassets brændvidde er 25 cm, ser øjet et virtuelt billede i en afstand af 25 cm, når objektafstanden er den samme som beregningsresultatet nedenfor.
Formel for buet linse og spejl:
1/s = 1/f – 1/s'
Beskrivelse: s = objektafstand, f = brændvidde, s' = billedafstand = nærpunkt = 25 cm
Et forstørrelsesglas er en konveks linse, så brændvidden er positiv. Billedet er virtuelt, så s' er negativ.
1/s = 1/f – (-1/s') = 1/f + 1/s'
1/s = 1/25 + 1/25 = 2/25
s = 25/2 = 12,5 cm
Hvis luppens brændvidde er 25 cm, ser øjet et virtuelt billede i en afstand af 25 cm, når objektafstanden er 12,5 cm. Afstanden mellem objektet og luppen bør ikke være mindre end 12,5 cm, da billedet, der produceres af luppen, ikke kan ses tydeligt af øjet.
Hvad hvis forstørrelsesglassets brændvidde er 50 cm? Hvis forstørrelsesglassets brændvidde er 50 cm, ser øjet et virtuelt billede i en afstand af 25 cm, når objektafstanden er den samme som beregningsresultatet nedenfor.
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
Hvis luppens brændvidde er 50 cm, ser øjet et virtuelt billede i en afstand af 25 cm, når objektafstanden er 16,7 cm. Afstanden mellem objektet og luppen bør ikke være mindre end 16,7 cm, da billedet, der produceres af luppen, ikke kan ses tydeligt af øjet.
Forstørrelse af forstørrelsesglasvinkel
Er størrelsen på billedet af et objekt set gennem et forstørrelsesglas større, når det observeres af et øje med minimal akkommodation eller et øje med maksimal akkommodation? Hvilket er bedst at bruge som forstørrelsesglas, en konveks linse med en stor brændvidde eller en konveks linse med en lille brændvidde? Disse spørgsmål kan besvares, når du har lært formlen for et forstørrelsesglas.
