Definition av luppförstoringsglas
En lupp eller förstoringsglas är en konvex lins som används för att hjälpa ögat att se ett objekt som är svårt att observera direkt med ögat. Luppen kallas ett enkelt förstoringsglas eftersom det har begränsad förmåga att förstora bilden av ett objekt. I nästa lektion kommer du att lära dig om icke-enkla förstoringsglas som mikroskop etc.
Hur det fungerar
När man betraktar ett objekt på nära håll verkar det stort, men när man betraktar det från långt avstånd verkar det litet. Objekt på nära håll verkar stora på grund av den stora storleken på bilden av objekten som bildas på näthinnan. Omvänt verkar samma sak, när man betraktar det från långt avstånd, liten på grund av bildstorleken som bildas på näthinnan. Så storleken på ett synligt objekt beror på bildstorleken av objektet som skapas på näthinnan. Stora eller små bilder av objekt som skapas på näthinnan beror på vinkeln som bildas mellan ögat och objektet, som visas i figuren nedan.
Objekt som är långt borta från ögat ser mindre ut eftersom de har mindre vinklar (θ) (Figur 1.1). Omvänt ser objekt som är nära ögonen mer betydelsefulla ut eftersom de har en större vinkel (Figur 1.2). Man kan dra slutsatsen att objektstorleken som ögat ser kan förstoras eller minskas genom att öka eller minska vinkeln (θ). Vinkeln förstoras genom att föra ögat närmare objektet. Annars minimeras vinkeln genom att hålla ögat borta från objektet.
Ovanstående genomgång kan tillämpas på andra problem. Om du hittar ett alfabet som är så litet att du har svårt att läsa, vad gör du för att läsa texten? Baserat på genomgången ovan kan du föra alfabetet närmare ögat så att vinkeln som bildas mellan alfabetet och ögonen blir större, så att texten blir större och kan läsas. Man bör vara medveten om att den närmaste punkten för det normala ögat, eller det kortaste avståndet som kan fokuseras på för det normala ögat, är 25 cm.
Därför, om avståndet mellan alfabetet och ögat är mindre än 25 cm, ser alfabetet suddigt ut. Ett alfabet som kan läsas på ett avstånd av bara 25 cm verkar suddigt när det förs närmare ett avstånd mellan alfabetet och ögonen som är mindre än 25 cm. Hur gör man då ett alfabet som har en liten teckenstorlek så att det kan läsas? Naturligtvis behöver man hjälp av ett optiskt instrument som kan förstora alfabetet.
Optiska instrument som plana speglar, konkava speglar och konvexa speglar kan inte användas för att läsa alfabetet eftersom spegeln inte är transparent. Istället är linsen genomskinlig, så den kan användas för att läsa alfabetet. I lektionen om bildbildning med den konkava linsen förklaras att en konkav lins bara kan minimera bilden av ett objekt. I ämnet bildbildning med den konvexa linsen förklaras att en konvex lins kan förstora bilden av ett objekt, så den konvexa linsen kan utformas som en lupp eller ett förstoringsglas.
I figur 1.3 ses objekt direkt med hjälp av ögat, där objekt verkar små på grund av vinkeln mellan ögonen och objektets två ändar, *liten*. I figur 1.4 ser ögat objekt genom en lupp. Luppens funktion är att forma bilden och förstora bilden så att det som ses av ögat är en bild. Bilden av objektet som observeras av ögat genom luppan verkar mer signifikant eftersom vinkeln som bildas mellan ögat och bildens två ändar är mer signifikant.
För att betraktarens öga ska se bild genom Lupp, den bild måste vara virtuell (den bild är framför l:etäpple, Eller bild är på samma sida som objektet, som i figur 1.4). Angående bildbildningen av den konvex lins, har det förklarats att för bild att vara virtuell, den objektet avståndet (do) måste vara mindre än eller lika med fokuspunkten längd (F).
s = do = objektets avstånd
s' = di = bildavståndet
h = ho = objektets höjd
h' = hi = bildens höjd
F = fokuspunkten
θ = vinkeln mellan linsen och objektets två ändar. I figur 1.3 är linsen i fråga okularet, medan linsen i figur 1.4 är en konvex lins som används som lupp.
I figur 1.3 (figuren tittar åt sidan) är objektet till vänster medan observatörens öga är till höger. I figur 1.4 (bilden tittar åt sidan) är objekt och bilder av objekt som produceras av en konvex lins till vänster medan observatörens öga är till höger.
Hur man använder läpple
När objektavståndet (do) är lika med brännvidden (f) är bilden virtuell och bildavståndet (di) är oändligt. Oändligt är det maximala virtuella bildavståndet eftersom den bortre punkten för det normala ögat är oändlig. Istället är det minsta virtuella bildavståndet 25 cm eftersom den närmaste punkten för det normala ögat är 25 cm.
När ögat ser en virtuell bild på ett oändligt avstånd (avlägsen punkt) har ögonen en minimal ackommodation, eller så är ögats ciliarmuskler mest avslappnade. För att uppnå detta måste avståndet mellan objektet och lupplinsen vara detsamma som brännvidden. Om lupplinsens brännvidd är 25 cm är avståndet mellan objekt och lupplinsen 25 cm.
Omvänt, när ögat ser en virtuell bild på ett avstånd av 25 cm (närpunkt), ackommoderar ögonen maximala eller ciliära muskler i det mest spända tillståndet. Om luppens brännvidd är 25 cm, ser ögat en virtuell bild på ett avstånd av 25 cm när objektavståndet är detsamma som beräkningsresultatet nedan.
Ekvationen för linsen och den konvexa spegeln:
1/do = 1/f – 1/di
do = objektavstånd, f = brännvidd, di = bildavstånd = närpunkt = 25 cm
Lupplinsen är en konvex lins så att brännvidden är positiv. Den virtuella bilden så att bildavståndet (di) är negativt.
1/do = 1/f – (-1/di) = 1/f + 1/di
1/do = 1/25 + 1/25 = 2/25
gör = 25/2 = 12.5 cm
Om luppens brännvidd är 25 cm ser ögat en virtuell bild på ett avstånd av 25 cm när avståndet är 12.5 cm. Avståndet mellan objektet och luppan bör inte vara mindre än 12.5 cm eftersom ögat inte kan se bilden som produceras av luppan.
Vad händer om luppens brännvidd är 50 cm? Om luppens brännvidd är 50 cm ser ögat en virtuell bild på ett avstånd av 25 cm när avståndet är detsamma som beräkningsresultatet nedan.
1/do = 1/f – (-1/di) = 1/f + 1/di
1/do = 1/50 + 1/25 = 1/50 + 2/50 = 3/50
gör = 50/3 = 16.67 cm
Om luppens brännvidd är 50 cm ser ögat en virtuell bild på ett avstånd av 25 cm när avståndet till objektet är 16.7 cm. Avståndet mellan objektet och luppen bör inte vara mindre än 16.7 cm eftersom bilden som produceras av luppen inte kan ses tydligt av ögat.
