Русская Википедия:Лупа
Лу́па (увеличительное стекло) — оптическая система, состоящая из одной и более линз и предназначенная для увеличения и наблюдения мелких предметов, расположенных на конечном расстоянии. Используется во многих областях человеческой деятельности, в том числе в биологии, медицине, археологии, банковском и ювелирном деле, криминалистике, при ремонте часов и радиоэлектронной техники, а также в филателии, нумизматике и бонистике.
Параметры
Основными параметрами лупы являются диаметр лупы и фокусное расстояние. Обычно применяются лупы с фокусным расстоянием ~2—20 см. Иногда вместо фокусного расстояния используется оптическая сила, выраженная в диоптриях.Шаблон:Нет источников в разделе
Способы использования
Традиционный (прямой)
Наблюдаемый предмет помещают от лупы на расстоянии немного меньшем её фокусного расстояния. В этих условиях лупа даёт прямое увеличенное и мнимое изображение предмета. Лучи от изображения попадают в глаз под углом большим, чем лучи от самого предмета. Этим и объясняется увеличивающее действие лупы.
Для увеличения поля зрения рекомендуется держать глаз не на расстоянии, а непосредственно вблизи лупы (разумеется, не загораживая освещение). Вопреки распространённому мнению, коэффициент увеличения лупы при этом не меняется (и даже увеличивается за счёт более полного использования напряжения хрусталика) — психофизиологический эффект кажущегося бо́льшим увеличением при наблюдении с расстояния возникает из-за зрительного контраста между неувеличенными (наблюдаемого за границами лупы) и увеличенными лупой частями объекта.
Увеличение при традиционном способе использования лупы равно:
- <math>\Gamma_{d} = {{d}\over{F}}</math> (при рассматривании издалека)
- <math>\Gamma_{d} = {{F+d}\over{F}} = {{d}\over{F}} + 1</math> (при рассматривании вплотную к лупе)
где <math>F</math> — фокусное расстояние лупы, <math>d</math> — расстояние наилучшего зрения (для взрослого человека от 18 до 50 лет около 25 см)[1][2][3]. Шаблон:Hider = {{F+d} \over F}</math> }}
Обратный
Большее увеличение (правда, за счёт существенного сокращения поля зрения) можно получить, рассматривая не мнимое, а действительное изображение, формируемое перед глазом на расстоянии наилучшего зрения лупой, удерживаемой в вытянутой руке. При этом изображение видно перевёрнутым, а ход лучей напоминает таковой в микроскопе с аккомодированным хрусталиком глаза в роли окуляра. Для такого способа использования лупа должна обладать хорошим оптическим качеством, иначе изображение будет иметь сильные искажения. Этим способом трудно пользоваться дальнозорким, а также страдающим пресбиопией, но хорошо подходит близоруким.
Увеличение при обратном способе использования лупы равно:
- <math>\Gamma_{r} = {{L - F - d}\over{F}}</math>
где <math>F</math> — фокусное расстояние лупы, <math>d</math> — расстояние наилучшего зрения, <math>L</math> — расстояние, на котором держат лупу.
Обратное использование лупы будет эффективно только при условии
- <math>\Gamma_{r} > \Gamma_{d} \Rightarrow F < {L \over 2} - d</math>, что при L = 70 см и d = 25 см даёт F < 10 см.Шаблон:Нет источников в разделе
Шаблон:Hider = {1 \over F}</math>
- <math>{1 \over x} = {1 \over F} - {1 \over {L-d}}</math>
- <math>x = {1 \over {1/F - 1/(L-d)}} = {{F(L-d)} \over {L-F-d}}</math>
Размер изображения пропорционален отношению расстояний от линзы до предмета и до изображения:
- <math>{l' \over l} = {f_2 \over f_1} = {L-d \over x} = {L-d \over ({F(L-d) \over L-F-d})} = {L-F-d \over F}</math>
- <math>l' = l{L-F-d \over F}</math>
Отсюда легко вычислить угол, под которым наблюдается изображение предмета:
- <math>\beta \approx \operatorname{tg}\,\beta = {l' \over d} = {L-F-d \over F}{l \over d}</math>
Искомое увеличение:
- <math>\Gamma_r = {\beta \over \alpha} = {((L-F-d)/F)(l/d) \over {l/d}} = {L-F-d \over F}</math>
Критерий эффективности
- <math>\Gamma_r > \Gamma_d</math>
- <math>{L-F-d \over F} > {F+d \over F}</math>
- <math>L > 2F+2d</math>
- <math>F < {L \over 2} - d</math>
}}
Маркировка луп
Лупы маркируются по коэффициенту увеличения, считаемому по формуле прямого способа при рассматривании вплотную, так, маркировка, умноженная на фокусное расстояние, соответствует F = 25 см. Типичные параметры луп приведены в таблице:[4]Шаблон:Нет источников в разделе
| Маркировка | Фокусное расстояние, см | Оптическая сила, дптр | Шаблон:Abbr при рассматривании издалека | Шаблон:Abbr при рассматривании вблизи | Шаблон:Abbr при обратном использовании | Шаблон:Abbr при обратном использовании (d = 20 см) |
|---|---|---|---|---|---|---|
| 1х | 25 | 4 | 1 | 2 | 0,8 | 1 |
| 1.5х | 16,67 | 6 | 1,5 | 2,5 | 1,7 | 2 |
| 2х | 12,5 | 8 | 2 | 3 | 2,6 | 3 |
| 3х | 8,33 | 12 | 3 | 4 | 4,4 | 5 |
| 4х | 6,25 | 16 | 4 | 5 | 6,2 | 7 |
| 6х | 4,17 | 24 | 6 | 7 | 9,8 | 11 |
| 6.5х | 3,85 | 26 | 6,5 | 7,5 | 10,7 | 12 |
| 9х | 2,78 | 36 | 9 | 10 | 15,2 | 17 |
| 11х | 2,27 | 44 | 11 | 12 | 18,8 | 21 |
Классификация
Существует Межгосударственный стандарт СССР «ГОСТ 25706-83. Лупы. Типы, основные параметры. Общие технические требования» (1983)[5], который был принят в 1984 году и продолжает действовать на территории России. Согласно этому ГОСТу, различают в зависимости от значения основных параметров лупы:
- малого,
- среднего и
- большого увеличения;
в зависимости от назначения:
- просмотровую,
- измерительную,
- зерновую,
- часовую,
- текстильную,
- лупу для просмотра кадра и
- лупу сквозной наводки сопряженного визира киносъемочного аппарата.
Штативная лупа состоит из окуляра, предметного столика, винтов и зеркала.
В филателии
Лупа широко применяется филателистами. Для разглядывания мелких деталей рисунка достаточно 3—4-кратной лупы. Для определения способов печати, форм растра необходима 10—12-кратная лупа (текстильная). В основном, филателисты предпочитают складные лупы. Некоторые пользуются бинокулярными хирургическими лупами, которые вмонтированы в закрепляемый на голове козырёк, что освобождает руки коллекционера[6].
| Файл:Magnifying glass2.jpg | Файл:Magnifying glass and Stamp tong.jpg |
| Филателистические лупа и пинцет | |
Использование не по прямому назначению
Лупа фокусирует световые лучи сильного источника (например, Солнца) на небольшой площади, что может быть использовано в экстремальной ситуации для:
- добычи огня;
- выжигания текстов или рисунков;
- прижигания ран;
- скрепления пластиковых поверхностей путём расплавления;
См. также
Примечания
Литература
Ссылки
- ↑ Хендель А. Основные законы физики. Шаблон:Wayback — Шаблон:М.: Физматгиз, 1959. — 284 с.Шаблон:V
- ↑ Шаблон:Cw
- ↑ Шаблон:Cite web
- ↑ Шаблон:Cw
- ↑ ГОСТ 25706-83. Лупы. Типы, основные параметры. Общие технические требования. Шаблон:Wayback — Взамен ГОСТ 7594-75; введ. 1984—01—01. — Шаблон:М.: Изд-во стандартов, 2003. — 3 с.Шаблон:V
- ↑ Левитас Й. Я., Басюк В. М. Робота над філателістичною колекцією // Все про марки / Й. Я. Левитас, В. М. Басюк. — Шаблон:К.: Реклама, 1975. — С. 148. — 238 с. — Шаблон:Nts экз.Шаблон:Ref-uk
Шаблон:Выбор языка Шаблон:Филателия
