გამადიდებელი შუშა

გამადიდებელი შუშის განმარტება

ლუპ ან მარტივი გამადიდებელი შუშა ან გამადიდებელი შუშაა ამოზნექილი ლინზა რომელიც გამოიყენება თვალის დასანახად, რომლის პირდაპირ თვალით დანახვა რთულია, მაგალითად, ძალიან პატარა ნაწერი. გამადიდებელ შუშას მარტივი გამადიდებელი ეწოდება, რადგან მას შეზღუდული შესაძლებლობა აქვს ობიექტის გამოსახულების გასადიდებლად. შემდეგ გაკვეთილზე თქვენ შეიტყობთ არამარტივი გამადიდებელი შუშის შესახებ, როგორიცაა მიკროსკოპი, ხმელეთის ტელესკოპი დენ ტელესკოპი.

როგორ მუშაობს გამადიდებელი

ახლო მანძილიდან დანახვისას ობიექტი დიდი ჩანს, მაგრამ ძალიან შორიდან დანახვისას ის პატარა ჩანს. ახლო მანძილიდან დანახული ობიექტები დიდი ჩანს, რადგან ბადურაზე წარმოქმნილი გამოსახულების ზომა დიდია. პირიქით, იგივე ობიექტი ძალიან შორიდან დანახვისას პატარა ჩანს, რადგან ბადურაზე წარმოქმნილი გამოსახულების ზომა მცირეა. ამრიგად, თვალით დანახული ობიექტის ზომა დამოკიდებულია ბადურაზე წარმოქმნილი გამოსახულების ზომაზე. ბადურაზე წარმოქმნილი გამოსახულების ზომა დამოკიდებულია თვალსა და ობიექტს შორის წარმოქმნილ კუთხეზე, როგორც ეს ქვემოთ მოცემულ სურათზეა ნაჩვენები.

თვალიდან შორს მდებარე ობიექტები უფრო პატარა ჩანს, რადგან მათ უფრო მცირე კუთხე აქვთ (θ) (სურათი 1.1). პირიქით, თვალთან ახლოს მდებარე ობიექტები უფრო დიდი ჩანს, რადგან მათ უფრო დიდი კუთხე აქვთ (θ) (სურათი 1.2). შეიძლება დავასკვნათ, რომ თვალით დანახული ობიექტის ზომა შეიძლება გაიზარდოს ან შემცირდეს კუთხის (θ) გაზრდით ან შემცირებით. კუთხე იზრდება თვალის ობიექტთან მიახლოებით, პირიქით, კუთხე მცირდება თვალის ობიექტიდან მოშორებით.

ზემოთ მოცემული განხილვის გამოყენება სხვა საკითხებთანაც შეიძლება. თუ ისეთ პატარა შრიფტზე წააწყდებით ნაწერს, რომ წაკითხვა გიჭირთ, რას აკეთებთ, რომ ტექსტი წასაკითხი გახდეს? ზემოთ მოცემული განხილვის საფუძველზე, შეგიძლიათ ტექსტი თვალებთან უფრო ახლოს მიიტანოთ, რათა გაზარდოთ კუთხე ტექსტსა და თვალს შორის, რაც ტექსტს უფრო დიდს და წასაკითხს გახდის. მნიშვნელოვანია გააცნობიეროთ, რომ ნორმალური თვალის ახლო წერტილი ან ნორმალური თვალის მიერ ფოკუსირების უახლოესი მანძილი 25 სმ-ია, შესაბამისად, თუ წარწერასა და თვალს შორის მანძილი 25 სმ-ზე ნაკლებია, წარწერა ბუნდოვანი გამოჩნდება. წარწერა, რომლის წაკითხვაც 25 სმ მანძილიდან არის შესაძლებელი, ბუნდოვანი გამოჩნდება მიახლოებისას მანამ, სანამ წარწერასა და თვალს შორის მანძილი 25 სმ-ზე ნაკლები არ გახდება, რომ აღარაფერი ვთქვათ წარწერაზე, რომლის წაკითხვაც 25 სმ მანძილიდან შეუძლებელია? მაშინ როგორ გავხადოთ წარწერა, რომლის ასოების ზომაც ძალიან პატარაა, იკითხება? რა თქმა უნდა, დაგჭირდებათ ოპტიკური ხელსაწყოს დახმარება, რომელსაც შეუძლია წარწერის გადიდება.

ოპტიკური ინსტრუმენტები, როგორიცაა ბრტყელი სარკე, ჩაზნექილი სარკე დენ ამოზნექილი სარკე არ შეიძლება გამოყენებულ იქნას წერის წასაკითხად, რადგან სარკე გამჭვირვალე არ არის. მეორეს მხრივ, ლინზა გამჭვირვალეა, ამიტომ მისი გამოყენება შესაძლებელია წერის წასაკითხად. გაკვეთილზე ჩაზნექილი ლინზის გამოსახულება, ახსნილია, რომ ჩაზნექილი ლინზა მხოლოდ ობიექტის გამოსახულების შემცირებას ახერხებს. ამის საპირისპიროდ, თემაში ამოზნექილი ლინზის გამოსახულება განმარტებულია, რომ ამოზნექილ ლინზას შეუძლია ობიექტის გამოსახულების გადიდება. რადგან მას შეუძლია გამოსახულების გადიდება, ამოზნექილი ლინზა შეიძლება შეიქმნას გამადიდებელი შუშის სახით.
 
დააკვირდით შემდეგ ორ სურათს. სურათ 1.3-ზე საგანი პირდაპირ თვალით ჩანს, სადაც ის პატარა ჩანს, რადგან თვალსა და მის ორ ბოლოს შორის კუთხე მცირეა. სურათ 1.4-ზე თვალი საგანს გამადიდებელი შუშის საშუალებით ხედავს. გამადიდებელი შუშის ფუნქციაა გამოსახულების ფორმირება და ამ გამოსახულების გადიდება, ამიტომ თვალი ხედავს გამოსახულებას. გამადიდებელი შუშის საშუალებით თვალის მიერ დაკვირვებული ობიექტის გამოსახულება უფრო დიდი ჩანს, რადგან თვალსა და გამოსახულების ორ ბოლოს შორის წარმოქმნილი კუთხე უფრო დიდია.

იმისათვის, რომ დამკვირვებლის თვალმა გამადიდებელი შუშის საშუალებით გამოსახულება დაინახოს, გამოსახულება ვირტუალური უნდა იყოს (გამოსახულება გამადიდებელი შუშის წინ უნდა იყოს ან გამოსახულება ობიექტის იმავე მხარეს უნდა იყოს, როგორც ეს სურათ 1.4-ზეა ნაჩვენები). თემაზე ამოზნექილი ლინზის გამოსახულება ახსნილია, რომ გამოსახულების ვირტუალურად ჩასათვლელად, ობიექტის მანძილი (s) უნდა იყოს ფოკუსური მანძილის (f) ნაკლები ან ტოლი.

წარწერა:
s = ობიექტის მანძილი
s' = გამოსახულების მანძილი
h = ობიექტის სიმაღლე
h' = ჩრდილის სიმაღლე
F = გამადიდებელი შუშის ფოკუსური წერტილი
θ = კუთხე ლინზასა და ობიექტის ორივე ბოლოს შორის. ნახაზ 1.3-ზე მოცემული ლინზა წარმოადგენს ოკულარს, ხოლო ნახაზ 1.4-ზე მოცემული ლინზა წარმოადგენს ამოზნექილ ლინზას, რომელიც გამოიყენება გამადიდებელი შუშის სახით.

ნახაზ 1.3-ზე (გვერდითი ხედი), ობიექტი მარცხნივ არის, ხოლო დამკვირვებლის თვალი მარჯვნივ. ნახაზ 1.4-ზე (გვერდითი ხედი), ობიექტი და მისი გამოსახულება, რომელიც ამოზნექილი ლინზით არის წარმოებული, მარცხნივ არის, ხოლო დამკვირვებლის თვალი მარჯვნივ.

როგორ გამოვიყენოთ გამადიდებელი
 
როდესაც ობიექტის მანძილი (s) ტოლია ფოკუსური მანძილისა (f), გამოსახულება ვირტუალურია და გამოსახულების მანძილი (s') უსასრულოა. უსასრულობა არის მაქსიმალური ვირტუალური გამოსახულების მანძილი, რადგან შორეული წერტილი ნორმალური თვალის მანძილი უსასრულობაა. მეორეს მხრივ, ვირტუალური გამოსახულების მინიმალური მანძილი 25 სმ-ია, რადგან ახლო წერტილი ნორმალური თვალის დიამეტრი 25 სმ-ია.

როდესაც თვალი ვირტუალურ გამოსახულებას უსასრულობაში (შორეულ წერტილში) ხედავს, თვალი მინიმალურ აკომოდაციაშია, ან წამწამოვანი კუნთები მაქსიმალურად მოდუნებულია. ამის მისაღწევად, ობიექტსა და გამადიდებელ შუშას შორის მანძილი გამადიდებელი შუშის ფოკუსური მანძილის ტოლი უნდა იყოს. თუ გამადიდებელი შუშის ფოკუსური მანძილი 25 სმ-ია, მაშინ ობიექტსა და გამადიდებელ შუშას შორის მანძილი 25 სმ-ია.

მეორე მხრივ, როდესაც თვალი ვირტუალურ გამოსახულებას 25 სმ მანძილზე (წერტილთან ახლოს) ხედავს, თვალი მაქსიმალურად ან თვალის ცილიარული კუნთი ყველაზე დაძაბულ მდგომარეობაში. თუ გამადიდებელი შუშის ფოკუსური მანძილი 25 სმ-ია, მაშინ თვალი ვირტუალურ გამოსახულებას 25 სმ მანძილზე ხედავს, როდესაც ობიექტის მანძილი იგივეა, რაც ქვემოთ მოცემული გამოთვლის შედეგი.
მოხრილი ლინზისა და სარკის ფორმულა:
1/წმ = 1/ვ – 1/წმ'
აღწერა: s = ობიექტის მანძილი, f = ფოკუსური მანძილი, s' = გამოსახულების მანძილი = ახლო წერტილი = 25 სმ
გამადიდებელი შუშა ამოზნექილი ლინზაა, ამიტომ ფოკუსური მანძილი დადებითია. გამოსახულება ვირტუალურია, ამიტომ s' უარყოფითია.
1/წმ = 1/ვ – (-1/წმ') = 1/ვ + 1/წმ'
1/წმ = 1/25 + 1/25 = 2/25
s = 25/2 = 12,5 სმ
თუ ლუპის ფოკუსური მანძილი 25 სმ-ია, თვალი ვირტუალურ გამოსახულებას 25 სმ მანძილზე ხედავს, როდესაც ობიექტიდან 12,5 სმ-ია. ობიექტსა და ლუპას შორის მანძილი არ უნდა იყოს 12,5 სმ-ზე ნაკლები, რადგან ლუპის მიერ წარმოქმნილი გამოსახულება თვალისთვის მკაფიოდ არ ჩანს.

რა მოხდება, თუ გამადიდებელი შუშის ფოკუსური მანძილი 50 სმ-ია? თუ გამადიდებელი შუშის ფოკუსური მანძილი 50 სმ-ია, მაშინ თვალი ვირტუალურ გამოსახულებას 25 სმ მანძილზე ხედავს, როდესაც ობიექტის მანძილი იგივეა, რაც ქვემოთ მოცემული გამოთვლის შედეგი.
1/წმ = 1/ვ – (-1/წმ') = 1/ვ + 1/წმ'
1/წმ = 1/50 + 1/25 = 1/50 + 2/50 = 3/50
s = 50/3 = 16,67 სმ
თუ ლუპის ფოკუსური მანძილი 50 სმ-ია, თვალი ვირტუალურ გამოსახულებას 25 სმ მანძილზე ხედავს, როდესაც ობიექტიდან 16,7 სმ-ია. ობიექტსა და ლუპას შორის მანძილი არ უნდა იყოს 16,7 სმ-ზე ნაკლები, რადგან ლუპის მიერ წარმოქმნილი გამოსახულება თვალისთვის მკაფიოდ არ ჩანს.

გამადიდებელი შუშის კუთხის გადიდება

გამადიდებელი შუშით დანახული ობიექტის გამოსახულება უფრო დიდია მინიმალური აკომოდაციის მქონე თვალით დაკვირვებისას თუ მაქსიმალური აკომოდაციის მქონე თვალით? რომელია უკეთესი გამადიდებლად გამოსაყენებლად, დიდი ფოკუსური მანძილის მქონე ამოზნექილი ლინზა თუ მცირე ფოკუსური მანძილის მქონე ამოზნექილი ლინზა? ამ კითხვებზე პასუხის გაცემა შესწავლის შემდეგ შეგიძლიათ. გამადიდებელი შუშის ფორმულა.