Оптические приборы, вооружающие глаз. Лупа

Одним из простейших оптических приборов является лупа – собирающая линза, предназначенная для рассматривания увеличенных изображений малых объектов. Линзу подносят к самому глазу, а предмет помещают между линзой и главным фокусом. Глаз увидит мнимое и увеличенное изображение предмета. Удобнее всего рассматривать предмет через лупу совершенно ненапряженным глазом , аккомодированным на бесконечность. Для этого предмет помещают в главной фокальной плоскости линзы так, что лучи, выходящие из каждой точки предмета, образуют за линзой параллельные пучки. На рис. 4 изображено два таких пучка, идущих от краев предмета. Попадая в аккомодированный на бесконечность глаз, пучки параллельных лучей фокусируются на ретине и дают здесь отчетливое изображение предмета.

Рис. 4. Угловое увеличение лупы.

Угловое увеличение. Глаз находится очень близко к линзе, поэтому за угол зрения можно принять угол 2φ , образованный лучами, идущими от краев предмета через оптический центр линзы. Если бы лупы не было, нам пришлось бы поставить предмет на расстоянии наилучшего зрения (25 см) от глаза и угол зрения был бы равен 2в . Рассматривая прямоугольные треугольники с катетами 25 см и F см и обозначая половину предмета Z , можем написать :

где 2г – угол зрения, при наблюдении через лупу;
2Φ - угол зрения, при наблюдении невооруженным глазом;
F – расстояние от предмета до лупы;
Z – половина длины рассматриваемого предмета.

Принимая во внимание, что через лупу рассматривают обычно мелкие детали и поэтому углы г и в малы, можно тангенсы заменить углами. Таким образом, получится следующее выражение для увеличения лупы =2γ/2β = 25/F .

Следовательно, увеличение лупы пропорционально 1 / F , то есть её оптической силе.