Definiția lupei
O lupă sau o lupă este o lentilă convexă folosită pentru a ajuta ochiul să vadă un obiect dificil de observat direct cu ochiul liber. Lupa se numește lupă simplă deoarece are o capacitate limitată de a mări imaginea unui obiect. În următoarea lecție, veți învăța despre lupe care nu sunt simple, cum ar fi microscoapele etc.
Abordarea Noastră
Când este privit de la mică distanță, un obiect pare mare, dar când este privit de la o distanță mare, pare mic. Obiectele aflate la distanțe mici par mari datorită dimensiunii mari a imaginii obiectelor formate pe retină. Invers, același lucru, când este privit de la o distanță mare, pare mic datorită dimensiunii mici a imaginii formate pe retină. Așadar, dimensiunea unui obiect vizibil depinde de dimensiunea imaginii obiectului create pe retină. Imaginile mari sau mici ale obiectelor create pe retină depind de unghiul format între ochi și obiect, așa cum se arată în figura de mai jos.
Obiectele care sunt departe de ochi par mai mici deoarece au unghiuri mai mici (θ) (Figura 1.1). În schimb, obiectele care sunt aproape de ochi par mai semnificative deoarece au un unghi mai mare (Figura 1.2). Se poate concluziona că dimensiunea obiectului văzut de ochi poate fi mărită sau redusă prin creșterea sau micșorarea unghiului (θ). Unghiul este mărit prin apropierea ochiului de obiect. În caz contrar, unghiul este minimizat prin menținerea ochiului departe de obiect.
Recenzia de mai sus poate fi aplicată și altor probleme. Dacă găsiți un alfabet atât de mic încât aveți dificultăți la citit, ce faceți pentru a citi textul? Pe baza recenziei de mai sus, puteți apropia alfabetul de ochi, astfel încât unghiul format între alfabet și ochi să fie mai mare, astfel încât scrisul să devină mai mare și să poată fi citit. Trebuie reținut că punctul de apropiere al ochiului normal sau cea mai mică distanță care poate fi focalizată pe ochiul normal este de 25 cm.
Prin urmare, dacă distanța dintre alfabet și ochi este mai mică de 25 cm, alfabetul apare neclar. Un alfabet care poate fi citit de la o distanță de doar 25 cm pare neclar atunci când este apropiat de distanța dintre alfabet și ochi, care este mai mică de 25 cm. Atunci cum se face ca un alfabet care are o dimensiune mică a fontului să poată fi citit? Desigur, aveți nevoie de ajutorul unui instrument optic care poate mări alfabetul.
Instrumentele optice precum oglinzile plane, oglinzile concave și oglinzile convexe nu pot fi folosite pentru a citi alfabetul deoarece oglinda nu este transparentă. În schimb, lentila este translucidă, deci poate fi folosită pentru a citi alfabetul. În lecția despre formarea imaginii de către lentila concavă, se explică faptul că o lentilă concavă poate doar să minimizeze imaginea unui obiect. În subiectul formării imaginii de către lentila convexă, se explică faptul că o lentilă convexă poate mări imaginea unui obiect, deci lentila convexă poate fi proiectată ca o lupă sau o lupă.
În figura 1.3, obiectele sunt văzute direct cu ajutorul ochiului, obiectele apar mici din cauza unghiului dintre ochi și cele două capete ale obiectului, care este mic. În figura 1.4, ochiul vede obiectele printr-o lupă. Lupa are rolul de a forma imaginea și de a o mări, astfel încât ceea ce este văzut de ochi este o imagine. Imaginea obiectului observat de ochi prin lupă apare mai semnificativă deoarece unghiul format între ochi și cele două capete ale imaginii este mai semnificativ.
Pentru ca ochiul observatorului să vadă imagine prin loupe, imagine trebuie să fie virtuală (cel imagine este în fața lui lupă, Sau imagine se află pe aceeași parte cu obiectul, ca în Figura 1.4). Referitor la formarea imaginii de către lentilă convexă, s-a explicat că pentru imagine să fie virtual, obiect distanța (do) trebuie să fie mai mică sau egală cu punctul focal lungime (f).
s = do = distanța față de obiect
s' = di = distanța față de imagine
h = ho = înălțimea obiectului
h' = hi = înălțimea imaginii
F = punctul focal
θ = unghiul dintre lentilă și cele două capete ale obiectului. În figura 1.3, lentila în cauză este ocularul, în timp ce, în figura 1.4, lentila în cauză este o lentilă convexă folosită ca lupă.
În Figura 1.3 (figura privește lateral), obiectul este în stânga, în timp ce ochiul observatorului este în dreapta. În Figura 1.4 (imaginea privește lateral), obiectele și imaginea obiectelor produsă de o lentilă convexă sunt în stânga, în timp ce ochiul observatorului este în dreapta.
Cum se folosește lupă
Când distanța dintre obiect (do) este egală cu distanța focală (f), imaginea este virtuală, iar distanța față de imagine (di) este infinită. Infinită este distanța maximă față de imaginea virtuală, deoarece punctul îndepărtat al ochiului normal este infinit. În schimb, distanța minimă față de imaginea virtuală este de 25 cm, deoarece punctul apropiat al ochiului normal este de 25 cm.
Când ochiul vede o imagine virtuală la o distanță infinită (punct îndepărtat), ochii au o acomodare minimă, sau mușchii ciliari ai ochiului sunt cel mai relaxați. Pentru a realiza acest lucru, distanța dintre obiect și lupă trebuie să fie aceeași cu distanța focală. Dacă distanța focală a lupei este de 25 cm, distanța dintre obiecte și lupă este de 25 cm.
În schimb, când ochiul vede o imagine virtuală la o distanță de 25 cm (punct apropiat), ochii își contractă mușchii maximi sau ciliari în starea cea mai tensionată. Dacă distanța focală a lupei este de 25 cm, atunci ochiul vede o imagine virtuală la o distanță de 25 cm atunci când distanța față de obiect este aceeași cu rezultatul calculului de mai jos.
Ecuația lentilei și a oglinzii convexe:
1/do = 1/f – 1/di
do = distanța față de obiect, f = distanța focală, di = distanța față de imagine = punct apropiat = 25 cm
Lupa este o lentilă convexă, astfel încât distanța focală este pozitivă. Imaginea virtuală, astfel încât distanța de imagine (di) este negativă.
1/do = 1/f – (-1/di) = 1/f + 1/di
1/25 = 1/25 + 1/25 = 2/25
do = 25/2 = 12.5 cm
Dacă distanța focală a lupei este de 25 cm, ochiul vede o imagine virtuală la o distanță de 25 cm când distanța este de 12.5 cm. Distanța dintre obiect și lupă nu trebuie să fie mai mică de 12.5 cm, deoarece ochiul nu poate vedea imaginea produsă de lupă.
Ce se întâmplă dacă distanța focală a lupei este de 50 cm? Dacă distanța focală a lupei este de 50 cm, ochiul vede o imagine virtuală la o distanță de 25 cm atunci când distanța este aceeași cu rezultatul calculului de mai jos.
1/do = 1/f – (-1/di) = 1/f + 1/di
1/2 = 1/50 + 1/25 = 1/50 + 2/50 = 3/50
do = 50/3 = 16.67 cm
Dacă distanța focală a lupei este de 50 cm, ochiul vede o imagine virtuală la o distanță de 25 cm atunci când distanța față de obiect este de 16.7 cm. Distanța dintre obiect și lupă nu trebuie să fie mai mică de 16.7 cm, deoarece imaginea produsă de lupă nu poate fi văzută clar de ochi.
