გამადიდებელი შუშა

გამადიდებელი შუშის განმარტება

გამადიდებელი შუშა, ანუ მარტივი გამადიდებელი, არის ამოზნექილი ლინზა, რომელიც გამოიყენება თვალის დასანახად, რომელთა პირდაპირ დანახვა ძნელია, მაგალითად, ძალიან წვრილი წარწერის. გამადიდებელ შუშას მარტივი გამადიდებელი ეწოდება, რადგან მას აქვს ობიექტის გამოსახულების გადიდების შეზღუდული უნარი. შემდეგ გაკვეთილზე თქვენ შეისწავლით არამარტივ გამადიდებლებს, როგორიცაა მიკროსკოპები , ხმელეთის ტელესკოპები და ტელესკოპები.

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 განხილვა შეიძლება სხვა საკითხებზეც გავრცელდეს. თუ ისეთ პატარა შრიფტს წააწყდებით, რომ მისი წაკითხვა გიჭირთ, რას აკეთებთ, რომ ის წასაკითხი გახდეს? ზემოთ მოცემული განხილვის საფუძველზე, შეგიძლიათ წარწერა თვალებთან ახლოს მიიტანოთ, რათა გაზარდოთ კუთხე წარწერასა და თვალს შორის, რაც წარწერას უფრო დიდს და იკითხებას გახდის. მნიშვნელოვანია გავითვალისწინოთ, რომ ნორმალური თვალის უახლოესი წერტილი , ანუ უახლოესი მანძილი, რომელზეც ნორმალური თვალი ფოკუსირებას ახდენს, 25 სმ-ია. ამიტომ, თუ წარწერასა და თვალს შორის მანძილი 25 სმ-ზე ნაკლებია, წარწერა ბუნდოვანი გამოჩნდება. 25 სმ მანძილიდან წასაკითხი წარწერაც კი ბუნდოვანი ჩანს, როდესაც წარწერასა და თვალს შორის 25 სმ-ზე ნაკლებ მანძილზე მიუახლოვდება. რას იტყვით წარწერაზე, რომლის წაკითხვა 25 სმ-ზე ნაკლები მანძილიდან შეუძლებელია? მაშ, როგორ გავხადოთ ასეთი პატარა ასოებით დაწერილი წარწერა იკითხება? რა თქმა უნდა, დაგჭირდებათ ოპტიკური ინსტრუმენტის 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 ან გამოსახულება ობიექტის იმავე მხარეს უნდა იყოს, როგორც ეს ნაჩვენებია ნახაზ 1.4-ში). ამოზნექილი ლინზების გამოსახულების თემაში ახსნილია, რომ იმისათვის, რომ გამოსახულება ვირტუალური იყოს, ობიექტის მანძილი (s) ფოკუსური მანძილის (f) ნაკლები ან ტოლი უნდა იყოს.

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 გამოსახულების ზომა 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 გამადიდებელი შუშის ფორმულის შესწავლის შემდეგ იქნება შესაძლებელი.