Проста лупа: кутове збільшення

1 · Прогноз

Проста лупа, використана з розслабленим оком, має предмет точно у фокусі лінзи. Чи дає коротшофокусна лінза вищу чи нижчу кутову збільшеність?

• Коротша фокусна відстань дає нижчу збільшеність.
• Збільшеність не залежить від фокусної відстані лінзи.
• Вищу — коротша фокусна відстань дозволяє підійти значно ближче до предмета, ніж дозволила б неприладна ближня точка ока, даючи більший видимий кутовий розмір.

2 · Установка

1. Відкрийте пресет simple-magnifier та натисніть «Скинути». Предмет сидить точно у фокусі лінзи (розслаблений погляд, уявне зображення в нескінченності).
2. Увімкніть показ кутового збільшення.
3. Задайте фокусну відстань лінзи для кожного заміру та запишіть результуючу кутову збільшеність.

3 · Збір даних

Побудуйте M (вісь y) проти 1/f (вісь x) для трьох замірів. Чи пряма лінія через початок?

4 · Аналіз

1. Для одного заміру обчисліть M = N/f зі стандартною відстанню ближньої точки N = 25 cm. Порівняйте з таблицею.
2. Поясніть, чому коротша фокусна відстань дає вищу збільшеність: вона дозволяє розслабленому оку дивитися на предмет значно ближче, ніж його власна неприладна ближня точка коли-небудь дозволила б, змушуючи предмет займати значно більший кут.

5 · Поглиблення

1. Дуже короткофокусні лупи (що дають високий M) мають також дуже короткі робочі відстані (предмет майже торкається лінзи), що стає непрактичним за певної збільшеності. Поясніть, чому ювелірні лупи та прості ручні збільшувачі рідко перевищують приблизно 10×–20×.
2. Для значно вищої збільшеності, ніж може практично досягти одна лінза, оптичні розробники переходять до складених систем (як експеримент compound-microscope). Поясніть, чому зчеплення двох ступенів помірної збільшеності, а не одна надкороткофокусна лінза, — практичне рішення.

Фізика цього експерименту

← Назад до експерименту