Лупа үлкейткіш әйнегінің анықтамасы
Лупа немесе үлкейткіш әйнек - көздің тікелей бақылауы қиын затты көруге көмектесетін дөңес линза . Лупа қарапайым үлкейткіш деп аталады, себебі оның заттың кескінін үлкейту мүмкіндігі шектеулі . Келесі сабақта сіз микроскоптар және т.б. сияқты қарапайым емес үлкейткіштер туралы білесіз.
Бұл қалай жұмыс істейді
Жақын қашықтықтан қарағанда нысан үлкен болып көрінеді, бірақ алыс қашықтықтан қарағанда ол кішкентай болып көрінеді. Жақын қашықтықтағы нысандар торлы қабықта пайда болған нысандардың кескінінің үлкен өлшеміне байланысты үлкен болып көрінеді. Керісінше, алыс қашықтықтан қарағанда дәл сол нәрсе торлы қабықта пайда болған кескіннің өлшеміне байланысты кішкентай болып көрінеді. Демек, көрінетін нысанның өлшемі торлы қабықта жасалған нысанның кескін өлшеміне байланысты. Торлы қабықта жасалған нысандардың үлкен немесе кіші кескіндері төмендегі суретте көрсетілгендей, көз бен нысан арасындағы бұрышқа байланысты.
Көзден алыс орналасқан нысандар кішірек болып көрінеді, себебі олардың бұрыштары кішірек (θ) (1.1-сурет). Керісінше, көзге жақын орналасқан нысандар үлкенірек бұрышқа ие болғандықтан маңыздырақ болып көрінеді (1.2-сурет). Көз көретін нысанның өлшемін бұрышты (θ) арттыру немесе азайту арқылы үлкейтуге немесе кішірейтуге болады деген қорытынды жасауға болады. Бұрыш көзді нысанға жақындату арқылы үлкейтіледі. Әйтпесе, көзді нысаннан алыстату арқылы бұрыш кішірейтіледі.
Жоғарыдағы шолуды басқа мәселелерге де қолдануға болады. Егер сіз әліпбидің соншалықты кішкентай екенін байқасаңыз, оқуда қиындықтар туындаса, мәтінді оқу үшін не істейсіз? Жоғарыдағы шолуға сүйене отырып, әліпбиді көзге жақындатуыңыз мүмкін, сонда әліпби мен көздер арасында пайда болған бұрыш үлкенірек болады, сондықтан жазу үлкейіп, оқуға болады. Қалыпты көздің жақын нүктесі немесе қалыпты көзге фокустауға болатын ең жақын қашықтық 25 см екенін түсіну керек,
сондықтан, егер әліпби мен көздің арақашықтығы 25 см-ден аз болса, әліпби бұлыңғыр болып көрінеді. Тек 25 см қашықтықтан оқуға болатын әліпби әліпби мен көздің арақашықтығы 25 см-ден аз қашықтыққа жақындатылғанда бұлыңғыр болып көрінеді. Сонда қаріп өлшемі кішкентай әліпбиді қалай оқуға болады? Әрине, сізге әліпбиді үлкейте алатын оптикалық құралдың көмегі қажет.
Жазық айна, ойыс айна және дөңес айна сияқты оптикалық құралдарды әліпбиді оқу үшін пайдалану мүмкін емес, себебі айна мөлдір емес. Оның орнына, линза мөлдір, сондықтан оны әліпбиді оқу үшін пайдалануға болады. Ойыс линза арқылы кескін қалыптастыру сабағында ойыс линза тек заттың кескінін кішірейте алатыны түсіндіріледі. Дөңес линза арқылы кескін қалыптастыру тақырыбында дөңес линза заттың кескінін үлкейте алатыны түсіндіріледі, сондықтан дөңес линзаны лупа немесе үлкейткіш әйнек ретінде жасауға болады.
1.3-суретте нысандар көздің көмегімен тікелей көрінеді, мұнда нысандар көз бен нысанның екі ұшы арасындағы бұрышқа байланысты кішкентай болып көрінеді. 1.4-суретте көз нысандарды лупа арқылы көреді. Лупа кескінді қалыптастыру және көзбен көрінетін нәрсе кескін болуы үшін кескінді үлкейту қызметін атқарады. Лупа арқылы көзбен байқалған нысанның кескіні маңыздырақ болып көрінеді, себебі көз бен кескіннің екі ұшы арасында қалыптасқан бұрыш маңыздырақ.
Бақылаушының көзімен көру үшін бейне арқылы үлкейту әйнегі, бейне виртуалды болуы керек ( бейне алдында тұрупнемесе бейне 1.4-суреттегідей, объектімен бір жағында орналасқан). Қатысты бейненің қалыптасуы дөңес линза үшін түсіндірілді бейне виртуалды болу үшін, зат қашықтық (do) фокустық нүктеден кіші немесе тең болуы керек ұзындық (F).
s = do = нысанның қашықтығы
s' = di = кескін қашықтығы
h = ho = нысан биіктігі
h' = hi = кескін биіктігі
F = фокустық нүкте
θ = линза мен заттың екі ұшы арасындағы бұрыш. 1.3-суретте қарастырылып отырған линза окуляр болып табылады, ал 1.4-суретте қарастырылып отырған линза люпа ретінде қолданылатын дөңес линза болып табылады.
1.3-суретте (сурет бүйірге қараған) зат сол жақта, ал бақылаушының көзі оң жақта орналасқан. 1.4-суретте (сурет бүйірге қараған) дөңес линзамен жасалған заттар мен заттардың кескіні сол жақта, ал бақылаушының көзі оң жақта орналасқан.
l қалай пайдалануға боладыуп
Нысанның қашықтығы (do) фокустық қашықтыққа (f) тең болғанда, кескін виртуалды, ал кескін қашықтығы (di) шексіз болады. Шексіз - виртуалды кескіннің максималды қашықтығы, себебі қалыпты көздің алыс нүктесі шексіз. Оның орнына, виртуалды кескіннің минималды қашықтығы 25 см, себебі қалыпты көздің жақын нүктесі 25 см.
Көз виртуалды кескінді шексіз қашықтықта (алыс нүктеде) көргенде, көздер минималды аккомодацияға ие болады немесе көздің кірпікшелі бұлшықеттері ең көп босаңсыған болады. Бұған қол жеткізу үшін зат пен люпа арасындағы қашықтық фокустық қашықтықпен бірдей болуы керек. Егер люпаның фокустық қашықтығы 25 см болса, заттар мен люпа арасындағы қашықтық 25 см болады.
Керісінше, көз 25 см қашықтықта (нүктеге жақын) виртуалды кескінді көргенде, көздер ең шиеленіскен жағдайда максималды немесе кірпікшелі бұлшықеттерді орналастырады. Егер люпаның фокустық қашықтығы 25 см болса, онда объектінің қашықтығы төмендегі есептеу нәтижесімен бірдей болған кезде көз 25 см қашықтықта виртуалды кескінді көреді.
Линза мен дөңес айнаның теңдеуі:
1/до = 1/f – 1/ди
do = нысан қашықтығы, f = фокустық қашықтық, di = кескін қашықтығы = жақын нүкте = 25 см
Лупа - дөңес линза, сондықтан фокустық қашықтық оң болады. Виртуалды кескін, сондықтан кескін қашықтығы (di) теріс болады.
1/do = 1/f – (-1/di) = 1/f + 1/di
1/do = 1/25 + 1/25 = 2/25
до = 25/2 = 12.5 см
Егер люпаның фокустық қашықтығы 25 см болса, көз 12.5 см қашықтықта виртуалды кескінді көреді. Нысан мен люпа арасындағы қашықтық 12.5 см-ден кем болмауы керек, себебі көз люпа жасаған кескінді көре алмайды.
Егер люпаның фокустық қашықтығы 50 см болса ше? Егер люпаның фокустық қашықтығы 50 см болса, көз төмендегі есептеу нәтижесімен бірдей қашықтықта 25 см қашықтықта виртуалды кескінді көреді.
1/do = 1/f – (-1/di) = 1/f + 1/di
1/do = 1/50 + 1/25 = 1/50 + 2/50 = 3/50
до = 50/3 = 16.67 см
Егер люпаның фокустық қашықтығы 50 см болса, объектінің қашықтығы 16.7 см болғанда, көз виртуалды кескінді 25 см қашықтықта көреді. Нысан мен люпа арасындағы қашықтық 16.7 см-ден кем болмауы керек, себебі люпа жасаған кескінді көз анық көре алмайды.
