Definición de lupa: lupa
Una lupa es una lente convexa que se utiliza para ayudar al ojo a ver objetos difíciles de observar directamente. Se la denomina lupa simple porque su capacidad para ampliar la imagen de un objeto es limitada. En la siguiente lección, aprenderá sobre lupas más complejas, como los microscopios, etc.
Cómo funciona
Cuando se observa de cerca, un objeto parece grande, pero cuando se observa desde lejos, parece pequeño. Los objetos cercanos parecen grandes debido al gran tamaño de la imagen que se forma en la retina. Por el contrario, cuando se observa desde lejos, el mismo objeto parece pequeño debido al pequeño tamaño de la imagen que se forma en la retina. Por lo tanto, el tamaño visible de un objeto depende del tamaño de la imagen que se forma en la retina. El tamaño de las imágenes de los objetos que se forman en la retina depende del ángulo que se forma entre el ojo y el objeto, como se muestra en la figura siguiente.
Los objetos alejados del ojo parecen más pequeños debido a que tienen ángulos (θ) menores (Figura 1.1). Por el contrario, los objetos cercanos al ojo parecen más grandes debido a que tienen un ángulo mayor (Figura 1.2). Se puede concluir que el tamaño del objeto percibido por el ojo puede aumentarse o reducirse al aumentar o disminuir el ángulo (θ). El ángulo aumenta al acercar el ojo al objeto. Por el contrario, el ángulo disminuye al alejar el ojo del objeto.
La revisión anterior se puede aplicar a otros problemas. Si encuentras una letra tan pequeña que te cuesta leerla, ¿qué haces para leer el texto? Según la revisión anterior, podrías acercar la letra al ojo para que el ángulo formado entre la letra y los ojos sea mayor, de modo que la escritura se vea más grande y se pueda leer. Hay que tener en cuenta que el punto próximo del ojo normal, o la distancia más cercana a la que se puede enfocar con el ojo normal, es de 25 cm.
Por lo tanto, si la distancia entre la letra y el ojo es menor de 25 cm, la letra aparece borrosa. Una letra que se puede leer a una distancia de solo 25 cm se ve borrosa cuando se acerca a una distancia menor de 25 cm. Entonces, ¿cómo lograr que una letra con un tamaño de fuente tan pequeño se pueda leer? Por supuesto, se necesita la ayuda de un instrumento óptico que pueda ampliar la letra.
Los instrumentos ópticos como los espejos planos, cóncavos y convexos no se pueden usar para leer el alfabeto porque no son transparentes. En cambio, las lentes son translúcidas, por lo que sí se pueden usar para leer el alfabeto. En la lección sobre la formación de imágenes mediante lentes cóncavas, se explica que estas solo pueden reducir la imagen de un objeto. En el tema de la formación de imágenes mediante lentes convexas, se explica que estas pueden aumentar la imagen de un objeto, por lo que se pueden diseñar como lupas o lentes de aumento.
En la figura 1.3, los objetos se ven directamente a simple vista, donde aparecen pequeños debido al ángulo entre el ojo y los extremos del objeto. En la figura 1.4, el ojo ve los objetos a través de una lupa. La lupa forma la imagen y la amplifica, de modo que lo que ve el ojo es una imagen. La imagen del objeto observada a través de la lupa aparece más grande porque el ángulo formado entre el ojo y los extremos de la imagen es mayor.
Para que el ojo del observador pueda ver el imagen a través de la lupa, imagen debe ser virtual (el imagen está delante de la lopa, o el imagen está del mismo lado que el objeto, como en la Figura 1.4). Respecto a la formación de la imagen por la lente convexa, se ha explicado que para la imagen ser virtual, el objeto distancia (do) debe ser menor o igual al punto focal de largo (F).
s = do = la distancia del objeto
s' = di = la distancia de la imagen
h = ho = la altura del objeto
h' = hi = la altura de la imagen
F = el punto focal
θ = el ángulo entre la lente y los dos extremos del objeto. En la figura 1.3, la lente en cuestión es el ocular, mientras que, en la figura 1.4, la lente en cuestión es una lente convexa que se utiliza como lupa.
En la Figura 1.3 (la figura se ve de lado), el objeto está a la izquierda mientras que el ojo del observador está a la derecha. En la Figura 1.4 (la imagen se ve de lado), los objetos y la imagen de los objetos producida por una lente convexa están a la izquierda mientras que el ojo del observador está a la derecha.
Cómo usar lopa
Cuando la distancia del objeto (do) es igual a la distancia focal (f), la imagen es virtual y su distancia (di) es infinita. Infinito es la distancia máxima de la imagen virtual porque el punto remoto del ojo normal es infinito. En cambio, la distancia mínima de la imagen virtual es de 25 cm porque el punto próximo del ojo normal es de 25 cm.
Cuando el ojo percibe una imagen virtual a una distancia infinita (punto distante), la acomodación ocular es mínima, es decir, los músculos ciliares se encuentran en su máxima relajación. Para lograr esto, la distancia entre el objeto y la lupa debe ser igual a la distancia focal. Si la distancia focal de la lupa es de 25 cm, la distancia entre el objeto y la lupa también será de 25 cm.
Por el contrario, cuando el ojo percibe una imagen virtual a una distancia de 25 cm (punto próximo), los músculos ciliares se contraen al máximo. Si la distancia focal de la lupa es de 25 cm, el ojo percibe una imagen virtual a esa misma distancia cuando la distancia al objeto es la misma que la calculada a continuación.
La ecuación de la lente y el espejo convexo:
1/do = 1/f – 1/di
do = distancia del objeto, f = distancia focal, di = distancia de la imagen = punto cercano = 25 cm
La lupa es una lente convexa, por lo que la distancia focal es positiva. La imagen virtual es tal que la distancia de la imagen (di) es negativa.
1/do = 1/f – (-1/di) = 1/f + 1/di
1/do = 1/25 + 1/25 = 2/25
do = 25/2 = 12.5 cm
Si la distancia focal de la lupa es de 25 cm, el ojo percibe una imagen virtual a una distancia de 25 cm cuando la distancia real es de 12.5 cm. La distancia entre el objeto y la lupa no debe ser inferior a 12.5 cm, ya que el ojo no puede percibir la imagen producida por la lupa.
¿Qué ocurre si la distancia focal de la lupa es de 50 cm? Si la distancia focal de la lupa es de 50 cm, el ojo ve una imagen virtual a una distancia de 25 cm cuando la distancia es la misma que el resultado del cálculo que se muestra a continuación.
1/do = 1/f – (-1/di) = 1/f + 1/di
1/do = 1/50 + 1/25 = 1/50 + 2/50 = 3/50
do = 50/3 = 16.67 cm
Si la distancia focal de la lupa es de 50 cm, el ojo percibe una imagen virtual a una distancia de 25 cm cuando la distancia al objeto es de 16.7 cm. La distancia entre el objeto y la lupa no debe ser inferior a 16.7 cm, ya que la imagen producida por la lupa no puede ser vista con claridad por el ojo.
