Definisjon av et forstørrelsesglass
Et forstørrelsesglass, eller enkel forstørrelsesglass, er en konveks linse som brukes til å hjelpe øyet med å se objekter som er vanskelige å se direkte, for eksempel veldig liten skrift. Et forstørrelsesglass kalles en enkel forstørrelsesglass fordi den har en begrenset evne til å forstørre bildet av et objekt. I neste leksjon skal du lære om ikke-enkle forstørrelsesglass som mikroskoper , terrestriske teleskoper og teleskoper.
Hvordan en forstørrelsesglass fungerer
Når man ser et objekt på kort avstand, virker det stort, men når man ser det fra veldig lang avstand, virker det lite. Et objekt på nært hold virker stort fordi størrelsen på bildet som dannes på netthinnen er stort. Omvendt virker det samme objektet lite når man ser det fra veldig lang avstand, fordi størrelsen på bildet som dannes på netthinnen er lite. Så størrelsen på et objekt sett av øyet avhenger av størrelsen på bildet som dannes på netthinnen. Størrelsen på bildet som dannes på netthinnen avhenger av vinkelen som dannes mellom øyet og objektet, som vist på bildet nedenfor.
Objekter som er langt fra øyet virker mindre fordi de har en mindre vinkel (θ) (figur 1.1). Omvendt virker objekter som er nær øyet større fordi de har en større vinkel (θ) (figur 1.2). Det kan konkluderes med at størrelsen på et objekt sett av øyet kan forstørres eller reduseres ved å øke eller redusere vinkelen (θ). Vinkelen forstørres ved å bringe øyet nærmere objektet, omvendt reduseres vinkelen ved å flytte øyet bort fra objektet.
Diskusjonen ovenfor kan anvendes på andre problemer. Hvis du støter på skrift som er så liten at den er vanskelig å lese, hva gjør du for å gjøre den lesbar? Basert på diskusjonen ovenfor, kan du bringe skriften nærmere øynene dine for å øke vinkelen mellom skriften og øyet ditt, slik at skriften blir større og mer lesbar. Det er viktig å innse at nærpunktet for et normalt øye , eller den korteste avstanden et normalt øye kan fokusere, er 25 cm. Derfor, hvis avstanden mellom skriften og øyet er mindre enn 25 cm, vil skriften virke uskarp. Selv skrift som kan leses fra en avstand på 25 cm, virker uskarp når den bringes nærmere avstanden mellom skriften og øyet som er mindre enn 25 cm. Hva med skrift som ikke kan leses fra en avstand på mindre enn 25 cm? Så, hvordan kan du gjøre skrift med så små bokstaver leselig? Selvfølgelig trenger du hjelp av et optisk instrument som kan forstørre skriften.
Optiske instrumenter som flatt speil, konkavt speil dan konvekst speil kan ikke brukes til å lese skrift fordi speilet ikke er gjennomsiktig. På den annen side er linsen gjennomsiktig, så den kan brukes til å lese skrift. I leksjonen konkav linsebilde, forklares det at en konkav linse bare kan redusere bildet av et objekt. I motsetning til dette, i emnet konveks linsebilde Det forklares at en konveks linse kan forstørre bildet av et objekt. Fordi den kan forstørre bildet, konveks linse kan utformes som et forstørrelsesglass.
Se på de følgende to bildene. I figur 1.3 sees objektet direkte med øyet, der objektet ser lite ut fordi vinkelen mellom øyet og de to endene av objektet er liten. I figur 1.4 ser øyet objektet gjennom et forstørrelsesglass. Forstørrelsesglasset fungerer ved å danne et bilde og forstørre det bildet, slik at det øyet ser er bildet. Bildet av objektet som observeres av øyet gjennom forstørrelsesglasset, ser større ut fordi vinkelen som dannes mellom øyet og de to endene av bildet er større.
For at observatørens øye skal kunne se bildet gjennom forstørrelsesglasset, må bildet være virtuelt (bildet er foran forstørrelsesglasset eller bildet er på samme side som objektet, som i figur 1.4). I emnet konvekse linsebilder har det blitt forklart at for at bildet skal være virtuelt, må objektavstanden (s) være mindre eller lik brennvidden (f).
Bildetekst:
s = avstanden til objektet
s' = bildeavstand
h = objektets høyde
h' = skyggehøyde
F = forstørrelsesglassets fokuspunkt
θ = vinkelen mellom linsen og begge ender av objektet. I figur 1.3 er linsen det gjelder okularet, mens i figur 1.4 er linsen det gjelder en konveks linse som brukes som forstørrelsesglass.
I figur 1.3 (sidevisning) er objektet til venstre mens observatørens øye er til høyre. I figur 1.4 (sidevisning) er objektet og bildet produsert av den konvekse linsen til venstre mens observatørens øye er til høyre.
Slik bruker du et forstørrelsesglass
Når objektavstanden (s) er den samme som brennvidden (f), er bildet virtuelt og bildeavstanden (s') er uendelig. Uendelig er den maksimale virtuelle bildeavstanden fordi langt punkt Avstanden til et normalt øye er uendelig. På den annen side er den minste virtuelle bildeavstanden 25 cm fordi nærpunkt Normalt øye er 25 cm.
Når øyet ser på et virtuelt bilde i uendelig (det fjerne punktet), er øyet i minimal akkommodasjon, eller ciliarmusklene er mest avslappede. For å oppnå dette må avstanden mellom objektet og forstørrelsesglasset være lik forstørrelsesglassets brennvidde. Hvis forstørrelsesglassets brennvidde er 25 cm, er avstanden mellom objektet og forstørrelsesglasset 25 cm.
På den annen side, når øyet ser et virtuelt bilde på en avstand på 25 cm (nærpunkt), akkommoderer øyet maksimalt eller øyets ciliære muskel i den mest spente tilstanden. Hvis brennvidden til forstørrelsesglasset er 25 cm, ser øyet et virtuelt bilde på en avstand på 25 cm når objektavstanden er den samme som beregningsresultatet nedenfor.
Formel for buet linse og speil:
1/s = 1/f – 1/s'
Beskrivelse: s = objektavstand, f = brennvidde, s' = bildeavstand = nærpunkt = 25 cm
Et forstørrelsesglass er en konveks linse, så brennvidden er positiv. Bildet er virtuelt, så s' er negativ.
1/s = 1/f – (-1/s') = 1/f + 1/s'
1/s = 1/25 + 1/25 = 2/25
s = 25/2 = 12,5 cm
Hvis lupens brennvidde er 25 cm, ser øyet et virtuelt bilde på en avstand på 25 cm når objektavstanden er 12,5 cm. Avstanden mellom objektet og lupen bør ikke være mindre enn 12,5 cm, fordi bildet som produseres av lupen ikke kan sees tydelig av øyet.
Hva om forstørrelsesglassets brennvidde er 50 cm? Hvis forstørrelsesglassets brennvidde er 50 cm, ser øyet et virtuelt bilde på en avstand på 25 cm når avstanden til objektet er den samme som beregningsresultatet nedenfor.
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
Hvis lupens brennvidde er 50 cm, ser øyet et virtuelt bilde på en avstand på 25 cm når objektavstanden er 16,7 cm. Avstanden mellom objektet og lupen bør ikke være mindre enn 16,7 cm, fordi bildet som produseres av lupen ikke kan sees tydelig av øyet.
Forstørrelse av forstørrelsesglassvinkel
Er størrelsen på bildet av et objekt sett gjennom et forstørrelsesglass større når det observeres av et øye med minimal akkommodasjon eller et øye med maksimal akkommodasjon? Hvilket er bedre å bruke som forstørrelsesglass, en konveks linse med stor brennvidde eller en konveks linse med liten brennvidde? Disse spørsmålene kan besvares etter at du har lært formelen for et forstørrelsesglass.
