Дефиниција лупе
вук или једноставна лупа или лупа је конвексно сочиво која се користи да помогне оку да види предмет који је тешко видети директно оком, на пример веома ситан текст. Лупа се назива једноставном лупом јер има ограничену могућност увећања слике предмета. У следећој лекцији ћете научити о неједноставној лупи као што је микроскоп, земаљски телескоп dan телескоп.
Како ради лупа
Када се гледа са близине, објекат изгледа велико, али када се гледа са веома велике удаљености, објекат изгледа мало. Блиски објекат изгледа велико јер је величина слике формиране на мрежњачи велика. Супротно томе, исти објекат када се гледа са веома велике удаљености изгледа мало јер је величина слике формиране на мрежњачи мала. Дакле, величина објекта који види око зависи од величине слике формиране на мрежњачи. Величина слике формиране на мрежњачи зависи од угла који се формира између ока и објекта, као што је приказано на слици испод.
Објекти који су далеко од ока изгледају мањи јер имају мањи угао (θ) (слика 1.1). Насупрот томе, објекти који су близу ока изгледају већи јер имају већи угао (θ) (слика 1.2). Може се закључити да се величина објекта који око види може повећати или смањити повећањем или смањењем угла (θ). Угао се повећава приближавањем ока објекту, обрнуто, угао се смањује удаљавањем ока од објекта.
Горе наведена дискусија може се применити и на друге проблеме. Ако наиђете на писање које је толико ситно да га је тешко читати, шта радите да бисте га учинили читљивим? На основу горње дискусије, можете приближити текст очима како бисте повећали угао између текста и ока, чинећи текст већим и читљивијим. Важно је схватити да близу тачке нормалног ока или најмања удаљеност коју нормално око може да фокусира је 25 цм, стога ако је удаљеност између писаног текста и ока мања од 25 цм, текст ће изгледати мутно. Текст који се може читати са удаљености од 25 цм изгледаће мутно када се приближи све док удаљеност између писаног текста и ока не буде мања од 25 цм, а камоли текст који се не може читати са удаљености од 25 цм? Како онда можете учинити текст са веома малом величином слова читљивим? Наравно, потребна вам је помоћ оптичког алата који може увећати текст.
Оптички инструменти као што су равно огледало, конкавно огледало dan конвексно огледало не може се користити за читање писања јер огледало није провидно. С друге стране, сочиво је провидно па се може користити за читање писања. У лекцији слика конкавног сочива, објашњава се да конкавно сочиво може само да смањи слику објекта. Насупрот томе, у теми слика конвексног сочива Објашњено је да конвексно сочиво може увећати слику објекта. Пошто може увећати слику, конвексно сочиво може бити дизајниран као лупа.
Посматрајте следеће две слике. На слици 1.3, објекат се посматра директно оком, где објекат изгледа мали јер је угао између ока и два краја објекта мали. На слици 1.4, око посматра објекат кроз лупу. Лупа служи да формира слику и увећа ту слику, тако да оно што око види јесте слика. Слика објекта коју око посматра кроз лупу изгледа већа јер је угао који се формира између ока и два краја слике већи.
Да би око посматрача видело слику кроз лупу, слика мора бити виртуелна (слика је испред лупе или је слика на истој страни као и предмет, као на слици 1.4). На тему слика конвексног сочива Објашњено је да, да би слика била виртуелна, удаљеност објекта (s) мора бити мања или једнака жижној даљини (f).
Натпис:
s = удаљеност објекта
s' = растојање слике
h = висина објекта
h' = висина сенке
F = фокусна тачка лупе
θ = угао између сочива и оба краја објекта. На слици 1.3, предметно сочиво је окулар, док је на слици 1.4 предметно сочиво конвексно сочиво које се користи као лупа.
На слици 1.3 (бочни приказ), објекат је са леве стране док је око посматрача са десне стране. На слици 1.4 (бочни приказ), објекат и његова слика коју производи конвексно сочиво су са леве стране, док је око посматрача са десне стране.
Како се користи лупа
Када је удаљеност објекта (s) иста као жижна даљина (f), слика је виртуелна, а удаљеност слике (s') је бесконачна. Бесконачност је максимална виртуелна удаљеност слике јер далека тачка Удаљеност нормалног ока је бесконачна. С друге стране, минимална удаљеност виртуелне слике је 25 цм јер близу тачке нормално око је 25 цм.
Када око посматра виртуелну слику у бесконачности (далека тачка), око је у минималној акомодацији, односно цилијарни мишићи су највише опуштени. Да би се то постигло, растојање између предмета и лупе мора бити једнако жижној даљини лупе. Ако је жижна даљина лупе 25 цм, онда је растојање између предмета и лупе 25 цм.
С друге стране, када око види виртуелну слику на удаљености од 25 цм (блиска тачка), око се максимално акомодира или цилијарни мишић ока у најнапетијем стању. Ако је жижна даљина лупе 25 цм, онда око види виртуелну слику на удаљености од 25 цм када је удаљеност објекта иста као резултат прорачуна испод.
Формула закривљеног сочива и огледала:
1/s = 1/f – 1/s'
Опис: s = удаљеност објекта, f = жижна даљина, s' = удаљеност слике = блиска тачка = 25 цм
Лупа је конвексно сочиво, тако да је жижна даљина позитивна. Слика је виртуелна, тако да је s' негативно.
1/s = 1/f – (-1/s') = 1/f + 1/s'
1/s = 1/25 + 1/25 = 2/25
s = 25/2 = 12,5 цм
Ако је жижна даљина лупе 25 цм, око види виртуелну слику на удаљености од 25 цм када је удаљеност објекта 12,5 цм. Растојање између објекта и лупе не би требало да буде мање од 12,5 цм јер слику коју производи лупа око не може јасно видети.
Шта ако је жижна даљина лупе 50 цм? Ако је жижна даљина лупе 50 цм, онда око види виртуелну слику на удаљености од 25 цм када је удаљеност објекта иста као резултат прорачуна испод.
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 цм
Ако је жижна даљина лупе 50 цм, око види виртуелну слику на удаљености од 25 цм када је удаљеност објекта 16,7 цм. Растојање између објекта и лупе не би требало да буде мање од 16,7 цм јер слику коју производи лупа око не може јасно видети.
Увећање угла лупе
Да ли је слика предмета виђена кроз лупу већа када је посматра око са минималном акомодацијом или око са максималном акомодацијом? Шта је боље користити као лупу, конвексно сочиво са великом жижном даљином или конвексно сочиво са малом жижном даљином? На ова питања можете добити одговор након што проучите формула за лупу.
