A nagyító definíciója
A nagyítóüveg, vagy egyszerű nagyító, egy domború lencse , amely segíti a szemnek a nehezen közvetlenül látható tárgyak, például a nagyon apró írás látását. A nagyítót egyszerű nagyítónak nevezik, mert korlátozottan képes nagyítani egy tárgy képét. A következő leckében a nem egyszerű nagyítókról, például a mikroszkópokról , a földi távcsövekről és a teleszkópokról fogsz tanulni.
Hogyan működik a nagyító
Közelről nézve egy tárgy nagynak tűnik, de nagyon távolról kicsinek. A közeli tárgyak nagynak tűnnek, mert a retinán képződő kép mérete nagy. Fordítva, ugyanaz a tárgy nagyon távolról nézve kicsinek tűnik, mert a retinán képződő kép mérete kicsi. Tehát a szem által látott tárgy mérete a retinán képződő kép méretétől függ. A retinán képződő kép mérete a szem és a tárgy között bezárt szögtől függ, ahogy az alábbi képen is látható.
A szemtől távol lévő tárgyak kisebbnek tűnnek, mert kisebb a szögük (θ) (1.1. ábra). Ezzel szemben a szemhez közel lévő tárgyak nagyobbnak tűnnek, mert nagyobb a szögük (θ) (1.2. ábra). Ebből arra lehet következtetni, hogy a szem által látott tárgy mérete a szög (θ) növelésével vagy csökkentésével növelhető vagy csökkenthető. A szög a szem tárgyhoz való közelebb hozásával növekszik, fordítva, a szög pedig a szem tárgytól való eltávolításával csökken.
A fentiek más problémákra is alkalmazhatók. Ha olyan apró betűkkel találkozunk, hogy nehezen olvasható, mit tehetünk, hogy olvashatóvá tegyük? A fentiek alapján közelebb vihetjük az írást a szemünkhöz, hogy növeljük az írás és a szem közötti szöget, így az írás nagyobb és olvashatóbb lesz. Fontos felismerni, hogy egy normál szem legközelebbi pontja , vagyis a legközelebbi távolság, amelyre egy normál szem képes fókuszálni, 25 cm. Ezért, ha az írás és a szem közötti távolság kisebb, mint 25 cm, az írás elmosódottnak tűnik. Még a 25 cm távolságból olvasható írás is elmosódottnak tűnik, ha közelebb hozzuk az írás és a szem közötti 25 cm-nél kisebb távolsághoz. Mi a helyzet azokkal az írásokkal, amelyeket 25 cm-nél kisebb távolságból nem lehet elolvasni? Szóval, hogyan tehetjük olvashatóvá az ilyen apró betűkkel írt írást? Természetesen szükségünk van egy optikai eszköz segítségére, amely képes nagyítani az írást.
Optikai eszközök, mint például lapos tükör, homorú tükör dan domború tükör nem használható írás olvasására, mert a tükör nem átlátszó. Másrészt a lencse átlátszó, így írás olvasható vele. A leckében homorú lencse kép, elmagyarázzák, hogy egy homorú lencse csak egy tárgy képét képes csökkenteni. Ezzel szemben a témában domború lencse kép Elmagyarázzák, hogy egy domború lencse képes felnagyítani egy tárgy képét. Mivel képes nagyítani a képet, domború lencse nagyítóként is kialakítható.
Figyeljük meg a következő két képet. Az 1.3. ábrán a tárgyat közvetlenül a szemmel nézzük, ahol a tárgy kicsinek tűnik, mert a szem és a tárgy két vége között kicsi a szög. Az 1.4. ábrán a szem nagyítón keresztül nézi a tárgyat. A nagyító feladata a képalkotás és a kép nagyítása, tehát amit a szem lát, az a kép. A tárgynak a nagyítón keresztül megfigyelt képe nagyobbnak tűnik, mert a szem és a kép két vége között nagyobb a szög.
Ahhoz, hogy a megfigyelő szeme a nagyítón keresztül lássa a képet, a képnek virtuálisnak kell lennie (a kép a nagyító előtt van, vagy a kép a tárggyal azonos oldalon van, ahogy az 1.4. ábrán látható). A domború lencsés képek témájában már kifejtettük, hogy ahhoz, hogy a kép virtuális legyen, a tárgytávolságnak (s) kisebbnek vagy egyenlőnek kell lennie a fókusztávolsággal (f).
Felirat:
s = a tárgy távolsága
s' = kép távolsága
h = a tárgy magassága
h' = az árnyék magassága
F = a nagyító fókuszpontja
θ = a lencse és a tárgy két vége közötti szög. Az 1.3. ábrán a szóban forgó lencse a szemlencse, míg az 1.4. ábrán a szóban forgó lencse egy nagyítóként használt domború lencse.
Az 1.3. ábrán (oldalnézet) a tárgy bal oldalon, míg a megfigyelő szeme jobb oldalon található. Az 1.4. ábrán (oldalnézet) a tárgy és a domború lencse által létrehozott képe bal oldalon, míg a megfigyelő szeme jobb oldalon található.
Hogyan használjuk a nagyítót
Amikor a tárgytávolság (s) megegyezik a fókusztávolsággal (f), a kép virtuális, és a képtávolság (s') végtelen. A végtelen a maximális virtuális képtávolság, mert távoli pont Egy normális szem távolsága végtelen. Másrészt a minimális virtuális képtávolság 25 cm, mert közeli pont A normál szem 25 cm.
Amikor a szem egy végtelenben (a távoli pontban) lévő virtuális képet lát, a szem minimális akkomodációban van, vagyis a csillóizmok a legellazultabb állapotban vannak. Ennek eléréséhez a tárgy és a nagyító közötti távolságnak meg kell egyeznie a nagyító fókusztávolságával. Ha a nagyító fókusztávolsága 25 cm, akkor a tárgy és a nagyító közötti távolság is 25 cm.
Másrészt, amikor a szem egy virtuális képet lát 25 cm távolságban (közeli pont), a szem maximálisan, vagyis maximálisan akkomodálódik. a szem sugárizma a legfeszültebb állapotban. Ha a nagyító fókusztávolsága 25 cm, akkor a szem egy virtuális képet lát 25 cm távolságban, ha a tárgy távolsága megegyezik az alábbi számítási eredménnyel.
Ívelt lencse és tükör formula:
1/s = 1/f – 1/s'
Leírás: s = tárgytávolság, f = fókusztávolság, s' = képpont távolsága = közelpont = 25 cm
A nagyító egy domború lencse, tehát a fókusztávolsága pozitív. A kép virtuális, tehát s' negatív.
1/s = 1/f – (-1/s') = 1/f + 1/s'
1/s = 1/25 + 1/25 = 2/25
s = 25/2 = 12,5 cm
Ha a nagyító fókusztávolsága 25 cm, akkor a szem egy 25 cm távolságban lévő virtuális képet lát, amikor a tárgy távolsága 12,5 cm. A tárgy és a nagyító közötti távolság nem lehet kisebb 12,5 cm-nél, mert a nagyító által létrehozott kép a szem számára nem látható tisztán.
Mi a teendő, ha a nagyító fókusztávolsága 50 cm? Ha a nagyító fókusztávolsága 50 cm, akkor a szem egy virtuális képet lát 25 cm távolságban, amikor a tárgy távolsága megegyezik az alábbi számítási eredménnyel.
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
Ha a nagyító fókusztávolsága 50 cm, akkor a szem egy 25 cm távolságban lévő virtuális képet lát, amikor a tárgy távolsága 16,7 cm. A tárgy és a nagyító közötti távolság nem lehet kisebb 16,7 cm-nél, mert a nagyító által létrehozott kép a szem számára nem látható tisztán.
Nagyítóüveg szögének nagyítása
Nagyobb-e egy tárgy képének mérete nagyítón keresztül nézve, ha minimális vagy maximális akkomodációjú szemmel vizsgáljuk? Melyiket jobb nagyítóként használni, egy nagy fókusztávolságú domború lencsét vagy egy kis fókusztávolságú domború lencsét? Ezekre a kérdésekre választ kaphatunk, miután megtanultuk a nagyító képletét.
