Skilgreining á stækkunargleri
Stækkunargler , eða einfalt stækkunargler, er kúpt linsa sem notuð er til að hjálpa auganu að sjá hluti sem erfitt er að sjá beint, eins og mjög smáan letur. Stækkunargler er kallað einfalt stækkunargler vegna þess að það hefur takmarkaða getu til að stækka mynd hlutar. Í næsta lexíu munt þú læra um óeinfaldar stækkunargler eins og smásjár , jarðsjónauka og sjónauka.
Hvernig stækkunargler virkar
Þegar hlutur er skoðaður úr nálægð virðist hann stór, en þegar hann er skoðaður úr mjög mikilli fjarlægð virðist hann lítill. Nálægir hlutir virðast stórir vegna þess að stærð myndarinnar sem myndast á sjónhimnunni er stór. Aftur á móti virðist sami hlutur lítill þegar hann er skoðaður úr mjög mikilli fjarlægð vegna þess að stærð myndarinnar sem myndast á sjónhimnunni er lítil. Þannig er stærð hlutar sem augað sér háð stærð myndarinnar sem myndast á sjónhimnunni. Stærð myndarinnar sem myndast á sjónhimnunni fer eftir horninu sem myndast milli augans og hlutarins, eins og sést á myndinni hér að neðan.
Hlutir sem eru langt frá auganu virðast minni vegna þess að þeir hafa minni horn (θ) (Mynd 1.1). Aftur á móti virðast hlutir sem eru nálægt auganu stærri vegna þess að þeir hafa stærra horn (θ) (Mynd 1.2). Má álykta að stærð hlutar sem augað sér geti stækkað eða minnkað með því að auka eða minnka hornið (θ). Hornið stækkar með því að færa augað nær hlutnum, öfugt er hornið minnkað með því að færa augað frá hlutnum.
Umræðan hér að ofan má heimfæra á önnur mál. Ef þú rekst á letur sem er svo lítill að erfitt er að lesa hann, hvað gerir þú þá til að gera hann læsilegan? Byggt á umræðunni hér að ofan gætirðu fært letrið nær augunum til að auka hornið á milli letursins og augans, sem gerir letrið stærri og auðlæsilegra. Það er mikilvægt að gera sér grein fyrir því að nálægasti punktur heilbrigðs auga , eða minnsta fjarlægð sem heilbrigður auga getur fókusað, er 25 cm. Þess vegna, ef fjarlægðin milli letursins og augans er minni en 25 cm, mun letrið virðast óskýrt. Jafnvel letur sem hægt er að lesa úr 25 cm fjarlægð virðist óskýrt þegar það er fært nær fjarlægðinni milli letursins og augans sem er minni en 25 cm. Hvað með letur sem ekki er hægt að lesa úr fjarlægð sem er minni en 25 cm? Hvernig geturðu þá gert letur með svona litlum stöfum læsilegan? Auðvitað þarftu hjálp sjóntækis sem getur stækkað letrið.
Sjóntæki eins og flatur spegill, íhvolfur spegill Dan kúpt spegill Ekki er hægt að nota það til að lesa skrift því spegillinn er ekki gegnsær. Hins vegar er linsan gegnsæ svo það er hægt að nota hana til að lesa skrift. Í kennslustundinni mynd af íhvolfri linsu, er útskýrt að íhvolf linsa geti aðeins minnkað mynd af hlut. Aftur á móti, í efninu mynd af kúptum linsum Það er útskýrt að kúpt linsa geti stækkað mynd af hlut. Þar sem hún getur stækkað myndina, kúpt linsa Hægt er að hanna sem stækkunargler.
Skoðið eftirfarandi tvær myndir. Á mynd 1.3 er hluturinn skoðaður beint með auganu, þar sem hluturinn virðist lítill vegna þess að hornið milli augans og enda hlutarins er lítið. Á mynd 1.4 skoðar augað hlutinn í gegnum stækkunargler. Stækkunarglerið myndar mynd og stækkar hana, þannig að það sem augað sér er myndin. Myndin af hlutnum sem augað sér í gegnum stækkunarglerið virðist stærri vegna þess að hornið sem myndast milli augans og enda myndarinnar er stærra.
Til þess að auga áhorfandans geti séð myndina í gegnum stækkunarglerið verður myndin að vera sýndarmynd (myndin er fyrir framan stækkunarglerið eða myndin er á sömu hlið og hluturinn, eins og á mynd 1.4). Í umræðunni um myndir úr kúptum linsum hefur verið útskýrt að til þess að myndin sé sýndarmynd verður fjarlægðin (s) að hlutnum að vera minni eða jöfn brennivíddinni (f).
Myndatexti:
s = fjarlægð hlutar
s' = myndfjarlægð
h = hæð hlutar
h' = hæð skugga
F = brennipunktur stækkunarglersins
θ = hornið milli linsunnar og beggja enda hlutarins. Á mynd 1.3 er umrædd linsa augngler, en á mynd 1.4 er umrædd linsa kúpt linsa sem notuð er sem stækkunargler.
Á mynd 1.3 (hliðarsýn) er hluturinn vinstra megin en auga áhorfandans er hægra megin. Á mynd 1.4 (hliðarsýn) er hluturinn og myndin sem myndast af kúptu linsunni vinstra megin en auga áhorfandans er hægra megin.
Hvernig á að nota stækkunargler
Þegar fjarlægðin að hlutnum (s) er sú sama og brennivíddin (f) er myndin sýndarmynd og fjarlægðin að myndinni (s') er óendanleg. Óendanleiki er hámarksfjarlægðin að myndinni vegna þess að fjarlægur punktur Fjarlægð venjulegs auga er óendanleg. Hins vegar er lágmarksfjarlægð sýndarmyndar 25 cm vegna þess að nálægur punktur Eðlilegt auga er 25 cm.
Þegar augað skoðar sýndarmynd í óendanleikanum (fjarlægasta punktinum) er augað í lágmarks aðlögunarstöðu, eða bifhárvöðvarnir eru afslappastir. Til að ná þessu verður fjarlægðin milli hlutarins og stækkunarglersins að vera jöfn brennivídd stækkunarglersins. Ef brennivídd stækkunarglersins er 25 cm, þá er fjarlægðin milli hlutarins og stækkunarglersins 25 cm.
Hins vegar, þegar augað sér sýndarmynd í 25 cm fjarlægð (nálægt punkti), aðlagast augað að hámarki eða augnvöðvi í mestu spennu. Ef brennivídd stækkunarglersins er 25 cm, þá sér augað sýndarmynd í 25 cm fjarlægð þegar fjarlægðin að hlutnum er sú sama og niðurstaða útreikningsins hér að neðan.
Formúla fyrir bogadregnar linsur og spegil:
1/s = 1/f – 1/s'
Lýsing: s = fjarlægð að hlut, f = brennivídd, s' = fjarlægð að mynd = nálægur punktur = 25 cm
Stækkunargler er kúpt linsa, þannig að brennivíddin er jákvæð. Myndin er sýndarleg, þannig að s' er neikvætt.
1/s = 1/f – (-1/s') = 1/f + 1/s'
1/s = 1/25 + 1/25 = 2/25
s = 25/2 = 12,5 cm
Ef brennivídd stækkunarglersins er 25 cm, þá sér augað sýndarmynd í 25 cm fjarlægð þegar fjarlægðin milli hlutarins er 12,5 cm. Fjarlægðin milli hlutarins og stækkunarglersins ætti ekki að vera minni en 12,5 cm því myndin sem stækkunarglerið framleiðir er ekki hægt að sjá greinilega með auganu.
Hvað ef brennivídd stækkunarglersins er 50 cm? Ef brennivídd stækkunarglersins er 50 cm, þá sér augað sýndarmynd í 25 cm fjarlægð þegar fjarlægðin að hlutnum er sú sama og niðurstaða útreikningsins hér að neðan.
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
Ef brennivídd stækkunarglersins er 50 cm, þá sér augað sýndarmynd í 25 cm fjarlægð þegar fjarlægðin milli hlutarins er 16,7 cm. Fjarlægðin milli hlutarins og stækkunarglersins ætti ekki að vera minni en 16,7 cm því myndin sem stækkunarglerið framleiðir er ekki hægt að sjá greinilega með auganu.
Stækkun stækkunarglerhorns
Er mynd af hlut sem sést í gegnum stækkunargler stærri þegar hún er skoðuð með auga með lágmarks aðlögun eða auga með hámarks aðlögun? Hvort er betra að nota sem stækkunargler, kúpt linsa með stórri brennivídd eða kúpt linsa með lítilli brennivídd? Þessum spurningum er hægt að svara eftir að þú hefur lært formúluna fyrir stækkunargler.
