Лупа
Лупа — это оптический прибор на основе собирающей линзы, который позволяет рассматривать мелкие предметы под большим углом зрения. Предмет располагают ближе фокуса линзы, поэтому получается увеличенное мнимое изображение.
Принцип действия лупы основан на преломлении света. Предмет помещают на расстоянии \(d\), меньшем фокусного расстояния \(F\): \(d<F\). После прохождения через линзу лучи расходятся, а их продолжения пересекаются перед линзой. Поэтому изображение нельзя получить на экране: оно является мнимым, прямым и увеличенным.
Увеличение лупы
Угловое увеличение лупы показывает, во сколько раз угол зрения с лупой больше угла зрения невооружённым глазом. Для приближённых расчётов при нормальном расстоянии наилучшего зрения \(L=25\,\text{см}\) используют формулу:
Здесь \(F\) выражают в тех же единицах, что и \(L\). Чем меньше фокусное расстояние собирающей линзы, тем больше увеличение лупы. Например, линза с \(F=5\,\text{см}\) даёт увеличение примерно \(\Gamma=25/5=5\).
Если предмет находится между лупой и её фокусом, лучи после линзы расходятся. Наблюдатель видит за линзой увеличенное прямое изображение, но поставить экран в месте его расположения нельзя.
Лупа не создаёт действительное изображение на экране. В отличие от мнимого изображения, действительное изображение образуется сходящимися лучами и может быть спроецировано на экран. Лупа также не увеличивает сам предмет — она увеличивает его видимый угловой размер.
Где должен находиться предмет относительно фокуса собирающей линзы, чтобы она работала как лупа?
Главное
- Лупа — собирающая линза, для которой предмет находится между линзой и фокусом: \(d<F\).
- Изображение лупы мнимое, прямое и увеличенное; его нельзя получить на экране.
- Приближённое увеличение: \(\Gamma\approx\frac{L}{F}\), где \(L=25\,\text{см}\) — расстояние наилучшего зрения.