Definicija povećala
Povećalo ili jednostavno povećalo je konveksna leća koja se koristi kako bi pomogla oku da vidi predmete koje je teško izravno vidjeti, poput vrlo sitnog teksta. Povećalo se naziva jednostavnim povećalom jer ima ograničenu sposobnost povećanja slike predmeta. U sljedećoj lekciji učit ćete o nejednostavnim povećalima kao što su mikroskopi , zemaljski teleskopi i teleskopi.
Kako radi povećalo
Kada se gleda iz neposredne blizine, objekt izgleda velik, ali kada se gleda iz velike udaljenosti, objekt izgleda malen. Bliski objekti izgledaju veliki jer je veličina slike formirane na mrežnici velika. Suprotno tome, isti objekt kada se gleda iz velike udaljenosti izgleda malen jer je veličina slike formirane na mrežnici mala. Dakle, veličina objekta koji vidi oko ovisi o veličini slike formirane na mrežnici. Veličina slike formirane na mrežnici ovisi o kutu koji se formira između oka i objekta, kao što je prikazano na slici ispod.
Predmeti koji su daleko od oka izgledaju manji jer imaju manji kut (θ) (slika 1.1). Suprotno tome, predmeti koji su blizu oka izgledaju veći jer imaju veći kut (θ) (slika 1.2). Može se zaključiti da se veličina predmeta koji oko vidi može povećati ili smanjiti povećanjem ili smanjenjem kuta (θ). Kut se povećava približavanjem oka predmetu, a obrnuto se kut smanjuje odmicanjem oka od predmeta.
Gornja rasprava može se primijeniti i na druge probleme. Ako naiđete na rukopis koji je toliko malen da ga je teško čitati, što učiniti da bi bio čitljiv? Na temelju gornje rasprave, možete približiti rukopis očima kako biste povećali kut između rukopisa i oka, čineći rukopis većim i čitljivijim. Važno je shvatiti da je najbliža točka normalnog oka , ili najmanja udaljenost koju normalno oko može fokusirati, 25 cm. Stoga, ako je udaljenost između rukopisa i oka manja od 25 cm, rukopis će izgledati mutno. Čak i rukopis koji se može čitati s udaljenosti od 25 cm izgleda mutno kada se približi udaljenosti između rukopisa i oka manjoj od 25 cm. Što je s rukopisom koji se ne može čitati s udaljenosti manje od 25 cm? Dakle, kako možete učiniti rukopis s tako malim slovima čitljivim? Naravno, potrebna vam je pomoć optičkog instrumenta koji može povećati rukopis.
Optički instrumenti kao što su ravno ogledalo, konkavno ogledalo Dan konveksno ogledalo ne može se koristiti za čitanje napisanog jer zrcalo nije prozirno. S druge strane, leća je prozirna pa se može koristiti za čitanje napisanog. U lekciji slika konkavne leće, objašnjeno je da konkavna leća može samo smanjiti sliku objekta. Nasuprot tome, u temi slika konveksne leće Objašnjeno je da konveksna leća može povećati sliku predmeta. Budući da može povećati sliku, konveksna leća može se dizajnirati kao povećalo.
Promatrajte sljedeće dvije slike. Na slici 1.3, objekt se promatra izravno okom, pri čemu objekt izgleda malen jer je kut između oka i dva kraja objekta malen. Na slici 1.4, oko promatra objekt kroz povećalo. Povećalo služi za stvaranje slike i povećanje te slike, tako da ono što oko vidi jest slika. Slika objekta koju oko promatra kroz povećalo čini se većom jer je kut između oka i dva kraja slike veći.
Da bi promatračevo oko vidjelo sliku kroz povećalo, slika mora biti virtualna (slika je ispred povećala ili je slika na istoj strani kao i objekt, kao na slici 1.4). U temi o slikama konveksnih leća objašnjeno je da bi slika bila virtualna, udaljenost objekta (s) mora biti manja ili jednaka žarišnoj duljini (f).
Natpis:
s = udaljenost objekta
s' = udaljenost slike
h = visina objekta
h' = visina sjene
F = žarišna točka povećala
θ = kut između leće i oba kraja predmeta. Na slici 1.3, dotična leća je okular, dok je na slici 1.4 dotična leća konveksna leća koja se koristi kao povećalo.
Na slici 1.3 (bočni prikaz), objekt je s lijeve strane, dok je oko promatrača s desne strane. Na slici 1.4 (bočni prikaz), objekt i njegova slika koju stvara konveksna leća su s lijeve strane, dok je oko promatrača s desne strane.
Kako koristiti povećalo
Kada je udaljenost objekta (s) jednaka žarišnoj duljini (f), slika je virtualna, a udaljenost slike (s') je beskonačna. Beskonačnost je maksimalna virtualna udaljenost slike jer udaljena točka Udaljenost normalnog oka je beskonačna. S druge strane, minimalna udaljenost virtualne slike je 25 cm jer bliska točka Normalno oko je 25 cm.
Kada oko gleda virtualnu sliku u beskonačnosti (udaljena točka), oko je u minimalnoj akomodaciji, odnosno cilijarni mišići su najopušteniji. Da bi se to postiglo, udaljenost između predmeta i povećala mora biti jednaka žarišnoj duljini povećala. Ako je žarišna duljina povećala 25 cm, tada je udaljenost između predmeta i povećala 25 cm.
S druge strane, kada oko vidi virtualnu sliku na udaljenosti od 25 cm (bliska točka), oko akomodira maksimalno ili cilijarni mišić oka u najnapetijem stanju. Ako je žarišna duljina povećala 25 cm, tada oko vidi virtualnu sliku na udaljenosti od 25 cm kada je udaljenost objekta jednaka rezultatu izračuna u nastavku.
Formula zakrivljene leće i zrcala:
1/s = 1/f – 1/s'
Opis: s = udaljenost objekta, f = žarišna duljina, s' = udaljenost slike = bliža točka = 25 cm
Povećalo je konveksna leća, pa je žarišna duljina pozitivna. Slika je virtualna, pa je s' negativna.
1/s = 1/f – (-1/s') = 1/f + 1/s'
1/s = 1/25 + 1/25 = 2/25
s = 25/2 = 12,5 cm
Ako je žarišna udaljenost lupe 25 cm, oko vidi virtualnu sliku na udaljenosti od 25 cm kada je udaljenost predmeta 12,5 cm. Udaljenost između predmeta i lupe ne smije biti manja od 12,5 cm jer sliku koju proizvodi lupa oko ne može jasno vidjeti.
Što ako je žarišna duljina povećala 50 cm? Ako je žarišna duljina povećala 50 cm, tada oko vidi virtualnu sliku na udaljenosti od 25 cm kada je udaljenost objekta jednaka rezultatu izračuna u nastavku.
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
Ako je žarišna udaljenost lupe 50 cm, oko vidi virtualnu sliku na udaljenosti od 25 cm kada je udaljenost predmeta 16,7 cm. Udaljenost između predmeta i lupe ne smije biti manja od 16,7 cm jer sliku koju proizvodi lupa oko ne može jasno vidjeti.
Povećanje kuta povećala
Je li veličina slike predmeta viđenog kroz povećalo veća kada se promatra okom s minimalnom ili okom s maksimalnom akomodacijom? Što je bolje koristiti kao povećalo, konveksnu leću s velikom žarišnom duljinom ili konveksnu leću s malom žarišnom duljinom? Na ova pitanja možete odgovoriti nakon što naučite formulu za povećalo.
