Лупа. РЕАЛЬНАЯ ФИЗИКА. Глоссарий по физике

Лупа - оптич. система, состоящая из линзы или неск. линз, предназначенная для увеличения и наблюдения мелких предметов, расположенных на конечном расстоянии. Наблюдаемый предмет ОО₁ (рис. 1) помещают от Л. на расстоянии, немного меньшем её фокусного расстояния f (FF' - фокальная плоскость). В этих условиях Л. даёт прямое увеличенное и мнимое изображение О-О'₁ предмета. Лучи от изображения О-О₁' попадают в глаз под углом a, большим, чем лучи от самого предмета (угол j); этим и объясняется увеличивающее действие Л.

Осн. характеристиками Л. являются видимое увеличение Г, линейное поле 2_у в пространстве предметов и диаметр выходного зрачка. Видимым увеличением Л. наз. отношение тангенса угла, под к-рым виден предмет через Л. (tg a), к тангенсу угла, под к-рым наблюдается предмет невооружённым глазом (tg j): Г = tg a/tg j=250/f (250 мм - расстояние наилучшего видения). В зависимости от конструкции Л. могут иметь увеличение от 2 до 40-50. Обычно диаметр Л. D_Л бывает больше диаметра глаза D_гл, поэтому выходным зрачком системы лупа - глаз является зрачок глаза. В большинстве случаев в передней фокальной плоскости Л. нет полевой диафрагмы, поэтому поле Л. резко не ограничивается. Оправа Л. является виньетирующей. Угл. поле Л. 2у в пространстве изображений при отсутствии винъетирования определяется лучом, идущим через верх. край Л. и верх. край глаза (рис. 2), т. е. tg w' = (D_л- D_гл)/2t', где t' - расстояние от Л. до глаза. Соответствующее линейное поле Л. в пространстве предметов 2y=f(D_л- D_гл)/t'.

Рис. 2. Схема для определения линейного поля лупы.

Характеристики Л. зависят от её оптич. системы. Л. в виде одиночных линз имеют увеличение до 5-7^х, линейное поле с удовлетворительным качеством изображения для такой Л. не превышает 0,2f'. Усложнение оптич. системы Л. улучшает её характеристики и даёт возможность исправлять аберрации. Так, напр., апланатическая лупа Штейнгеля (рис. 3, а), состоящая из двояковыпуклой линзы из крона (см. Оптическое стекло)и двух отрицат. флинтовых менисков, имеет увеличение до 6-15^х и угл. поле до 20°. Наиболее совершенные Л. из четырёх линз (рис. 3, б)имеют увеличение 10-44^х, угл. поле 80-100° и устраняют астигматизм.

Литература по лупам

Знаете ли Вы, как разрешается парадокс Ольберса?
(Фотометрический парадокс, парадокс Ольберса - это один из парадоксов космологии, заключающийся в том, что во Вселенной, равномерно заполненной звёздами, яркость неба (в том числе ночного) должна быть примерно равна яркости солнечного диска. Это должно иметь место потому, что по любому направлению неба луч зрения рано или поздно упрется в поверхность звезды.
Иными словами парадос Ольберса заключается в том, что если Вселенная бесконечна, то черного неба мы не увидим, так как излучение дальних звезд будет суммироваться с излучением ближних, и небо должно иметь среднюю температуру фотосфер звезд. При поглощении света межзвездным веществом, оно будет разогреваться до температуры звездных фотосфер и излучать также ярко, как звезды. Однако в дело вступает явление "усталости света", открытое Эдвином Хабблом, который показал, что чем дальше от нас расположена галактика, тем больше становится красным свет ее излучения, то есть фотоны как бы "устают", отдают свою энергию межзвездной среде. На очень больших расстояниях галактики видны только в радиодиапазоне, так как их свет вовсе потерял энергию идя через бескрайние просторы Вселенной. Подробнее читайте в FAQ по эфирной физике.