Difino de lupeo
Lupeo , aŭ simpla pligrandilo, estas konveksa lenso uzata por helpi la okulon vidi objektojn, kiujn malfacilas vidi rekte, ekzemple tre malgrandajn skribaĵojn. Lupeo nomiĝas simpla pligrandilo ĉar ĝi havas limigitan kapablon pligrandigi la bildon de objekto. En la sekva leciono, vi lernos pri ne-simplaj pligrandiloj kiel mikroskopoj , surteraj teleskopoj kaj teleskopoj.
Kiel Funkcias Lupeo
Kiam vidata de proksime, objekto aspektas granda, sed kiam vidata de tre malproksime, la objekto aspektas malgranda. Proksimaj objektoj aspektas grandaj ĉar la grandeco de la bildo formita sur la retino estas granda. Male, la sama objekto, vidata de tre malproksime, aspektas malgranda ĉar la grandeco de la bildo formita sur la retino estas malgranda. Do, la grandeco de objekto vidata de la okulo dependas de la grandeco de la bildo formita sur la retino. La grandeco de la bildo formita sur la retino dependas de la angulo formita inter la okulo kaj la objekto, kiel montrite en la suba bildo.
Objektoj malproksimaj de la okulo aspektas pli malgrandaj ĉar ili havas pli malgrandan angulon (θ) (Figuro 1.1). Male, objektoj proksimaj al la okulo aspektas pli grandaj ĉar ili havas pli grandan angulon (θ) (Figuro 1.2). Oni povas konkludi, ke la grandeco de objekto vidata de la okulo povas esti pligrandigita aŭ malpligrandigita per pligrandigo aŭ malpligrandigo de la angulo (θ). La angulo pligrandiĝas per alproksimiĝo de la okulo al la objekto, male la angulo malpligrandiĝas per movo de la okulo for de la objekto.
La supra diskuto aplikeblas al aliaj aferoj. Se vi renkontas skribaĵon tiel malgrandan, ke malfacilas legi ĝin, kion vi faras por igi ĝin legebla? Surbaze de la supra diskuto, vi povus alproksimigi la skribaĵon al viaj okuloj por pliigi la angulon inter la skribaĵo kaj via okulo, igante la skribaĵon pli granda kaj pli legebla. Gravas kompreni, ke la proksima punkto de normala okulo , aŭ la plej proksima distanco, kiun normala okulo povas fokusi, estas 25 cm. Tial, se la distanco inter la skribaĵo kaj la okulo estas malpli ol 25 cm, la skribaĵo aperos malklara. Eĉ skribaĵo, kiu legeblas de distanco de 25 cm, aspektas malklara kiam ĝi estas alproksimigita al la distanco inter la skribaĵo kaj la okulo, malpli ol 25 cm. Kio pri skribaĵo, kiu ne legeblas de distanco de malpli ol 25 cm? Do, kiel vi povas igi skribaĵon kun tiaj malgrandaj literoj legebla? Kompreneble, vi bezonas la helpon de optika instrumento, kiu povas pligrandigi la skribaĵon.
Optikaj instrumentoj kiel ekzemple plata spegulo, konkava spegulo dan konveksa spegulo ne uzeblas por legi skribaĵojn ĉar la spegulo ne estas travidebla. Aliflanke, la lenso estas travidebla do ĝi uzeblas por legi skribaĵojn. En la leciono konkava lensa bildo, estas klarigite, ke konkava lenso povas nur redukti la bildon de objekto. Kontraste, en la temo konveksa lensa bildo Estas klarigite, ke konveksa lenso povas pligrandigi la bildon de objekto. Ĉar ĝi povas pligrandigi la bildon, konveksa lenso povas esti desegnita kiel lupeo.
Observu la jenajn du bildojn. En Figuro 1.3, la objekto estas rigardata rekte per la okulo, kie la objekto aspektas malgranda ĉar la angulo inter la okulo kaj la du finoj de la objekto estas malgranda. En Figuro 1.4, la okulo rigardas la objekton per lupeo. La lupeo funkcias por formi bildon kaj pligrandigi tiun bildon, do tio, kion la okulo vidas, estas la bildo. La bildo de la objekto observata de la okulo per la lupeo aspektas pli granda ĉar la angulo formita inter la okulo kaj la du finoj de la bildo estas pli granda.
Por ke la okulo de la observanto vidu la bildon tra la lupeo, la bildo devas esti virtuala (la bildo estas antaŭ la lupeo aŭ la bildo estas sur la sama flanko kiel la objekto, kiel en figuro 1.4). En la temo de konveksalensaj bildoj, oni klarigis, ke por ke la bildo estu virtuala, la objekta distanco (s) devas esti pli malgranda aŭ egala al la fokusa distanco (f).
Titolo:
s = distanco de objekto
s' = bilddistanco
h = alto de objekto
h' = alto de ombro
F = fokuso de la lupeo
θ = la angulo inter la lenso kaj ambaŭ finoj de la objekto. En Figuro 1.3, la koncerna lenso estas la okulario, dum en Figuro 1.4, la koncerna lenso estas konveksa lenso uzata kiel lupeo.
En Figuro 1.3 (flanka vido), la objekto estas maldekstre dum la okulo de la observanto estas dekstre. En Figuro 1.4 (flanka vido), la objekto kaj ĝia bildo produktita de la konveksa lenso estas maldekstre dum la okulo de la observanto estas dekstre.
Kiel Uzi Lupeon
Kiam la distanco de la objekto (s) estas la sama kiel la fokusa distanco (f), la bildo estas virtuala kaj la distanco de la bildo (s') estas senfina. Senfina estas la maksimuma distanco de la virtuala bildo ĉar malproksima punkto La distanco de normala okulo estas senfina. Aliflanke, la minimuma distanco de virtuala bildo estas 25 cm ĉar proksima punkto normala okulo estas 25 cm.
Kiam la okulo rigardas virtualan bildon ĉe infinito (la malproksima punkto), la okulo estas ĉe minimuma akomodado, aŭ la ciliaraj muskoloj estas plej malstreĉitaj. Por atingi tion, la distanco inter la objekto kaj la lupeo devas esti egala al la fokusa distanco de la lupeo. Se la fokusa distanco de la lupeo estas 25 cm, tiam la distanco inter la objekto kaj la lupeo estas 25 cm.
Aliflanke, kiam la okulo vidas virtualan bildon je distanco de 25 cm (proksima punkto), la okulo akomodiĝas maksimume aŭ ciliara muskolo de la okulo en la plej streĉa stato. Se la fokusa distanco de la lupeo estas 25 cm, tiam la okulo vidas virtualan bildon je distanco de 25 cm kiam la objekta distanco estas la sama kiel la kalkulrezulto sube.
Formulo por kurba lenso kaj spegulo:
1/s = 1/f – 1/s'
Priskribo: s = objekta distanco, f = fokusa distanco, s' = bildodistanco = proksima punkto = 25 cm
Lupeo estas konveksa lenso, do la fokusa distanco estas pozitiva. La bildo estas virtuala, do s' estas negativa.
1/s = 1/f – (-1/s') = 1/f + 1/s'
1/s = 1/25 + 1/25 = 2/25
s = 25/2 = 12,5 cm
Se la fokusa distanco de la lupeo estas 25 cm, la okulo vidas virtualan bildon je distanco de 25 cm kiam la distanco de la objekto estas 12,5 cm. La distanco inter la objekto kaj la lupeo ne devus esti malpli ol 12,5 cm ĉar la bildo produktita de la lupeo ne povas esti klare videbla per la okulo.
Kio se la fokusa distanco de la lupeo estas 50 cm? Se la fokusa distanco de la lupeo estas 50 cm, tiam la okulo vidas virtualan bildon je distanco de 25 cm kiam la distanco de la objekto estas la sama kiel la kalkulrezulto sube.
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
Se la fokusa distanco de la lupeo estas 50 cm, la okulo vidas virtualan bildon je distanco de 25 cm kiam la distanco de la objekto estas 16,7 cm. La distanco inter la objekto kaj la lupeo ne devus esti malpli ol 16,7 cm ĉar la bildo produktita de la lupeo ne povas esti klare videbla per la okulo.
Pligrandigo de Lupeo Angulo
Ĉu la grandeco de la bildo de objekto vidata per lupeo estas pli granda kiam observata per okulo kun minimuma akomodado aŭ okulo kun maksimuma akomodado? Kiu estas pli bone uzi kiel lupeon, konveksan lenson kun granda fokusa distanco aŭ konveksan lenson kun malgranda fokusa distanco? Ĉi tiuj demandoj povas esti responditaj post kiam vi lernos la formulon por lupeo.
