Лупа томруулдаг шилний тодорхойлолт
Томруулдаг шил буюу люп гэдэг нь нүдээр шууд ажиглахад хэцүү объектыг харахад тусалдаг гүдгэр линз юм. Лупыг энгийн томруулагч гэж нэрлэдэг, учир нь энэ нь объектын дүрсийг томруулах хязгаарлагдмал чадвартай байдаг. Дараагийн хичээл дээр та микроскоп гэх мэт энгийн бус томруулагчийн талаар сурах болно.
Хэрхэн ажилладаг
Ойрын зайнаас харахад объект том мэт санагддаг ч холоос харахад жижиг мэт санагддаг. Ойрын зайд байрлах объектууд нь торлог бүрхэвчинд үүссэн объектын дүрсний том хэмжээтэй тул том мэт харагддаг. Үүний эсрэгээр, холоос харахад торлог бүрхэвчинд үүссэн дүрсний хэмжээ жижиг учраас ижил зүйл жижиг мэт санагддаг. Тиймээс харагдаж буй объектын хэмжээ нь торлог бүрхэвчинд үүссэн объектын дүрсний хэмжээнээс хамаарна. Торлог бүрхэвчинд үүссэн объектын том эсвэл жижиг дүрс нь доорх зурагт үзүүлсэн шиг нүд ба объектын хооронд үүссэн өнцгөөс хамаарна.
Нүднээс хол байгаа объектууд нь жижиг өнцөгтэй (θ) учраас жижиг харагддаг (Зураг 1.1). Үүний эсрэгээр, нүдэнд ойрхон байгаа объектууд нь том өнцөгтэй тул илүү ач холбогдолтой харагддаг (Зураг 1.2). Нүдэнд харагдаж буй объектын хэмжээг өнцгийг (θ) нэмэгдүүлэх эсвэл багасгах замаар томруулж эсвэл багасгаж болно гэж дүгнэж болно. Нүдийг объект руу ойртуулснаар өнцгийг томруулдаг. Үгүй бол нүдийг объектоос хол байлгаснаар өнцгийг багасгадаг.
Дээрх тоймыг бусад асуудлуудад ашиглаж болно. Хэрэв та уншихад хэцүү маш жижиг цагаан толгой олвол текстийг уншихын тулд юу хийх вэ? Дээрх тоймд үндэслэн та цагаан толгойг нүдэнд ойртуулж болох бөгөөд ингэснээр цагаан толгой болон нүдний хооронд үүссэн өнцөг томорч, бичвэр нь томорч, уншиж болно. Ердийн нүдний хамгийн ойр цэг буюу хэвийн нүдэнд анхаарлаа төвлөрүүлж болох хамгийн ойр зай нь 25 см гэдгийг ойлгох хэрэгтэй.
Тиймээс цагаан толгой болон нүдний хоорондох зай 25 см-ээс бага байвал цагаан толгой бүдэг харагдана. Зөвхөн 25 см-ийн зайнаас уншиж болох цагаан толгойг цагаан толгой болон нүдний хоорондох зай 25 см-ээс бага зайд ойртуулахад бүдэг харагдана. Тэгвэл жижиг фонттой цагаан толгойг хэрхэн уншиж болох вэ? Мэдээжийн хэрэг, танд цагаан толгойг томруулж чаддаг оптик хэрэгслийн тусламж хэрэгтэй.
Хавтгай толь, хотгор толь, гүдгэр толь зэрэг оптик хэрэгслийг цагаан толгой уншихад ашиглаж болохгүй, учир нь толин тусгал нь тунгалаг биш юм. Үүний оронд линз нь тунгалаг тул цагаан толгой уншихад ашиглаж болно. Хотгор линзээр дүрс үүсгэх хичээл дээр хотгор линз нь зөвхөн объектын дүрсийг багасгаж чадна гэдгийг тайлбарласан. Гүдгэр линзээр дүрс үүсгэх сэдвээр гүдгэр линз нь объектын дүрсийг томруулж чаддаг тул гүдгэр линзийг томруулдаг шил эсвэл томруулдаг шил болгон зохион бүтээж болно гэдгийг тайлбарласан.
Зураг 1.3-т нүдээр дамжуулан объектуудыг шууд харж байгаа бөгөөд нүд болон объектын хоёр үзүүрийн хоорондох өнцөг нь жижиг тул объектууд жижиг харагдаж байна. Зураг 1.4-т нүд нь томруулагчаар дамжуулан объектуудыг хардаг. Томруулагч нь дүрсийг бүрдүүлж, томруулдаг тул нүдээр харж буй зүйл нь дүрс болдог. Томруулагчаар дамжуулан нүдээр ажиглагдсан объектын дүрс нь илүү ач холбогдолтой харагдаж байна, учир нь нүд болон зургийн хоёр үзүүрийн хооронд үүссэн өнцөг нь илүү ач холбогдолтой юм.
Ажиглагчийн нүдээр харахын тулд зураг дамжуулан томруулдаг шил, зураг виртуал байх ёстой ( зураг l-ийн урд байнаупээсвэл зураг Зураг 1.4-т үзүүлсэн шиг объекттой нэг талд байна). Үүнтэй холбоотой дүрслэлийн үүсэл гүдгэр линз, үүнийг тайлбарласан болно зураг виртуал байх, объект зай (do) нь фокусын цэгээс бага эсвэл тэнцүү байх ёстой урт нь (F).
s = do = объектын зай
s' = di = зургийн зай
h = ho = объектын өндөр
h' = hi = зургийн өндөр
F = гол цэг
θ = линз ба объектын хоёр үзүүрийн хоорондох өнцөг. 1.3-р зурагт тухайн линз нь нүдний шил, харин 1.4-р зурагт тухайн линз нь лупа болгон ашигладаг гүдгэр линз юм.
Зураг 1.3-т (зураг хажуу тийшээ харсан) объект зүүн талд, ажиглагчийн нүд баруун талд байна. Зураг 1.4-т (зураг хажуу тийшээ харсан) гүдгэр линзээр үүссэн объектууд болон объектуудын дүрс зүүн талд, ажиглагчийн нүд баруун талд байна.
L-г хэрхэн ашиглах вэупэ
Объектын зай (do) нь фокусын урттай (f) тэнцүү үед дүрс нь виртуал, дүрсний зай (di) нь хязгааргүй байна. Хэвийн нүдний алслагдсан цэг нь хязгааргүй тул хязгааргүй гэдэг нь виртуал зургийн хамгийн их зай юм. Үүний оронд виртуал зургийн хамгийн бага зай нь 25 см байна, учир нь хэвийн нүдний ойрын цэг нь 25 см юм.
Нүд хязгааргүй зайд (алслагдсан цэг) виртуал дүрсийг харах үед нүд хамгийн бага аккомодациятай байдаг эсвэл нүдний сормуусны булчингууд хамгийн их сулардаг. Үүнийг хийхийн тулд объект болон томруулагчийн хоорондох зай нь фокусын урттай ижил байх ёстой. Хэрэв томруулагчийн фокусын урт 25 см бол объект болон томруулагчийн хоорондох зай 25 см байна.
Үүний эсрэгээр, нүд нь 25 см-ийн зайд (ойролцоо цэг) виртуал дүрсийг харах үед нүд нь хамгийн их хурцадмал байдалд байгаа хамгийн дээд буюу сормуусны булчингуудыг байрлуулдаг. Хэрэв томруулагчийн фокусын урт 25 см бол объектын зай доорх тооцооллын үр дүнтэй ижил байх үед нүд нь 25 см-ийн зайд виртуал дүрсийг хардаг.
Линз ба гүдгэр тольны тэгшитгэл:
1/до = 1/ф – 1/ди
do = объектын зай, f = фокусын урт, di = зургийн зай = ойролцоо цэг = 25 см
Лупа нь гүдгэр линз тул фокусын урт нь эерэг байна. Виртуал дүрс тул зургийн зай (di) нь сөрөг байна.
1/do = 1/f – (-1/di) = 1/f + 1/di
1/до = 1/25 + 1/25 = 2/25
хийх = 25/2 = 12.5 см
Хэрэв томруулагчийн фокусын урт 25 см бол 12.5 см зайд нүд нь 25 см-ийн зайд виртуал дүрсийг хардаг. Объект болон томруулагчийн хоорондох зай 12.5 см-ээс бага байж болохгүй, учир нь нүд томруулагчийн үүсгэсэн дүрсийг харж чадахгүй.
Хэрэв томруулагчийн фокусын урт 50 см бол яах вэ? Хэрэв томруулагчийн фокусын урт 50 см бол доорх тооцооллын үр дүнтэй ижил зайд нүд 25 см-ийн зайд виртуал дүрсийг хардаг.
1/do = 1/f – (-1/di) = 1/f + 1/di
1/до = 1/50 + 1/25 = 1/50 + 2/50 = 3/50
хийх = 50/3 = 16.67 см
Хэрэв томруулагчийн фокусын урт 50 см бол объектын зай 16.7 см байхад нүд нь 25 см-ийн зайд виртуал дүрсийг хардаг. Томруулагчийн үүсгэсэн дүрсийг нүд тодорхой харж чадахгүй тул объект болон томруулагчийн хоорондох зай 16.7 см-ээс бага байж болохгүй.
