Колебания и волны. Оптика. Атомная и ядерная физика
жүктеу/скачать 6,71 Mb. Pdf көрінісі
|
| § 114. Лупа. Простейшим прибором для вооружения глаза яв-
ляется лупа. В качестве лупы применяются собирающие линзы с фокусным расстоянием от 10 до 100 мм. Лупа помещается перед глазом, по возможности ближе к нему, а рассматриваемый предмет — на расстоянии, немного меньшем фокусного расстоя- ния лупы. Построение изображения в этом случае рассмотрено в § 97 гл. X. Напомним, что в этих условиях получается м н и- м о е, п р я м о е, у в е л и ч е н н о е изображение. Рис. 249. Ход лучей при рассматривании небольшого предмета через лупу
На рис. 249 показан ход лучей при рассматривании неболь- шого предмета через лупу. Лучи, исходящие из точки S пред- мета l, преломляются сначала в лупе, затем в преломляющих
298 Гл. XII. Оптические приборы средах глаза и собираются в точке S
на сетчатке. В той же точке S
собрались бы лучи, если бы лупы не было, а источник находился бы в точке S
, т. е. если бы глаз непосредственно рас- сматривал предмет у в е л и ч е н н ы х размеров l
, находящийся на соответственном расстоянии от глаза. Лучи, вычерченные на рис. 249 штриховыми линиями, пересечение которых в точке S дает мнимое изображение точки S , в действи- тельности не существуют. Мы можем поместить сразу за предметом непрозрачный экран, и ничто от этого не изменится. Однако мы «ви- дим» предмет l , так как глаз автоматически «восстанавливает» ход попавших в него лучей, а лучи после преломления в лупе падают на глаз так, как если бы l было реальным предметом. Найдем увеличение лупы. Предположим, что предмет, име- ющий длину l (рис. 250, а), находится от глаза на расстоянии наилучшего видения D. Тогда угол зрения равен ϕ = l
. Поместим тот же предмет (рис. 250, б) вблизи фокуса F лупы и будем рассматривать его через лупу. Мы увидим изображение предмета длины l
под углом зрения ϕ , причем
ϕ
= l
a , где a — расстояние от лупы до изображения (р а с с т о я н и е м о т л у п ы д о о п т и ч е с к о г о ц е н т р а г л а з а п р е н е- б р е г а е м). Рис. 250. Рассматривание небольшого предмета невооруженным глазом (а) и через лупу (б) Гл. XII. Оптические приборы 299
По формуле увеличения линзы имеем следующее соотноше- ние:
l
l = a a ; следовательно, ϕ
= l a . Отсюда для увеличения лупы находим N =
ϕ
ϕ = D a . Так как
п р е д м е т н а х о д и т с я в о з л е ф о к у с а, то a
≈ f. Таким образом, полагая расстояние наилучшего в´ идения D = 250 мм, для увеличения лупы получаем прибли- женно следующую формулу: N = 250/f , (114.1) где f должно быть выражено в миллиметрах; например, при f = 50 мм лупа имеет пятикратное увеличение. Предмет может лежать в с а м о й ф о к а л ь н о й п л о с к о- с т и лупы. В таком случае от каждой точки предмета из лупы исходит п а р а л л е л ь н ы й п у ч о к лучей, который сводится глазом в точку: на сетчатке глаза получается резкое изображение предмета. Отметим, что этот случай особо благоприятен д л я н а б л ю д е н и я: нормальный глаз сводит в точку параллельный пучок, находясь в состоянии покоя; таким образом, усилия акко- модации не требуется, и в этих условиях наблюдения глаз менее утомляется. Именно при таком способе наблюдения увеличение лупы имеет точно значение, даваемое формулой (114.1). Лупы различного вида широко применяются при мелкой и точной работе, при измерениях и т. п. Казалось бы, что с помощью лупы можно получать очень большие увеличения, — надо только уменьшать ее фокусное расстояние. Например, при фокусном расстоянии 0,25 мм уве- личение лупы равно 1000. Однако пользование лупами с очень
жүктеу/скачать 6,71 Mb. Достарыңызбен бөлісу:
|