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.

Способы использования

Традиционный (прямой)

Видеоурок: увеличительное стекло

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:

\Gamma _{d}={{d} \over {F}}

(при рассматривании издалека)

\Gamma _{d}={{F+d} \over {F}}={{d} \over {F}}+1

(при рассматривании вплотную к лупе)

где $F$ — фокусное расстояние лупы, $d$ — расстояние наилучшего зрения (для взрослого человека от 18 до 50 лет около 25 см)^[1]^[2]^[3].

Вывод

При рассматривании издалека

Угол, под которым объект размером l виден с расстояния наилучшего зрения, равен:

\alpha \approx \operatorname {tg} \,\alpha ={l \over d}

Максимальное увеличение достигается тогда, когда мнимое изображение объекта уходит в бесконечность. При этом объект наблюдается под углом:

\beta \approx \operatorname {tg} \,\beta ={l \over F}

Отсюда коэффициент увеличения:

\Gamma _{d}={\beta  \over \alpha }={{l/F} \over {l/d}}={d \over F}

При рассматривании вплотную к лупе

При таком наблюдении оптические силы аккомодированного хрусталика и лупы складываются:

D_{\Sigma }=D_{1}+D_{2}={1 \over d}+{1 \over F}

Объект будет наблюдаться под углом:

\beta \approx \operatorname {tg} \,\beta =D_{\Sigma }l=l({1 \over d}+{1 \over F})

Отсюда коэффициент увеличения:

\Gamma _{d}={\beta  \over \alpha }={l({{1/d}+{1/F}}) \over {l/d}}={{F+d} \over F}

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:

\Gamma _{r}={{L-F-d} \over {F}}

где $F$ — фокусное расстояние лупы, $d$ — расстояние наилучшего зрения, $L$ — расстояние, на котором держат лупу.

Обратное использование лупы будет эффективно только при условии

\Gamma _{r}>\Gamma _{d}\Rightarrow F<{L \over 2}-d

, что при L = 70 см и d = 25 см даёт F < 10 см.

Вывод

Коэффициент увеличения

Угол, под которым объект размером l виден с расстояния наилучшего зрения, равен:

\alpha \approx \operatorname {tg} \,\alpha ={l \over d}

Действительное изображение находится на расстоянии $d$ от глаза и, соответственно, на расстоянии $L-d$ от лупы.

Для достижения такого расстояния сам объект следует поместить за линзой на расстоянии $x$ , которое можно вычислить из формулы плоской линзы:

{1 \over f_{1}}+{1 \over f_{2}}={1 \over F}

{1 \over x}+{1 \over {L-d}}={1 \over F}

{1 \over x}={1 \over F}-{1 \over {L-d}}

x={1 \over {1/F-1/(L-d)}}={{F(L-d)} \over {L-F-d}}

Размер изображения пропорционален отношению расстояний от линзы до предмета и до изображения:

{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}

l'=l{L-F-d \over F}

Отсюда легко вычислить угол, под которым наблюдается изображение предмета:

\beta \approx \operatorname {tg} \,\beta ={l' \over d}={L-F-d \over F}{l \over d}

Искомое увеличение:

\Gamma _{r}={\beta  \over \alpha }={((L-F-d)/F)(l/d) \over {l/d}}={L-F-d \over F}

Критерий эффективности

\Gamma _{r}>\Gamma _{d}

{L-F-d \over F}>{F+d \over F}

L>2F+2d

F<{L \over 2}-d

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]

Маркировка	Фокусное расстояние, см	Оптическая сила, дптр	Коэфф. ув. при рассматривании издалека	Коэфф. ув. при рассматривании вблизи	Коэфф. ув. при обратном использовании	Коэфф. ув. 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].


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

↑ Хендель А. Основные законы физики. Архивная копия от 1 февраля 2010 на Wayback Machine — М.: Физматгиз, 1959. — 284 с. (Дата обращения: 2 марта 2010)
↑ Расстояние наилучшего зрения на vocabulary.ru (неопр.). Дата обращения: 21 января 2015. Архивировано из оригинала 21 января 2015 года.
↑ Расстояние наилучшего зрения. Оптические дефекты глаза (неопр.). Дата обращения: 13 октября 2020. Архивировано 18 октября 2020 года.
↑ ЗФТШ (неопр.). www.school.mipt.ru. Дата обращения: 10 февраля 2020. Архивировано 8 февраля 2020 года.
↑ ГОСТ 25706-83. Лупы. Типы, основные параметры. Общие технические требования. Архивная копия от 23 мая 2012 на Wayback Machine — Взамен ГОСТ 7594-75; введ. 1984—01—01. — М.: Изд-во стандартов, 2003. — 3 с. (Дата обращения: 22 июня 2009)
↑ Левитас Й. Я., Басюк В. М. Робота над філателістичною колекцією // Все про марки / Й. Я. Левитас, В. М. Басюк. — К.: Реклама, 1975. — С. 148. — 238 с. — &&&&&&&&&&030000.&&&&&030 000 экз. (укр.)

Литература

Лупа // Товарный словарь / И. А. Пугачёв (главный редактор). — М.: Государственное издательство торговой литературы, 1958. — Т. V. — Стб. 147—151. — 588 с.
Лупа // Филателистический словарь / Сост. О. Я. Басин. — М.: Связь, 1968. — 164 с.

Ссылки

Baadke M. Even stamp collectors need the right tools. Magnifying glasses (англ.). Refresher Course. Linn's Stamp News (29 мая 2000). Дата обращения: 22 июня 2009. Архивировано из оригинала 9 февраля 2012 года.
Klug J. A closer look: magnifiers are indispensable tools for collectors (англ.). Refresher Course. Linn's Stamp News (26 января 2009). Дата обращения: 22 июня 2009. Архивировано из оригинала 9 февраля 2012 года.
Как пользоваться лупой (неопр.). Драгоценные камни и металлы, а также изделия из оных; DiamondInfo. — Статья по ювелирному делу. Дата обращения: 15 мая 2011. Архивировано из оригинала 14 февраля 2009 года.

Ссылки на внешние ресурсы
Тематические сайты	Giant Bomb
Словари и энциклопедии	Большая норвежская Большая российская (старая версия)
В библиографических каталогах	GND: 4720219-1 J9U: 987007548381005171

Филателия
Основные понятия	Вырезка Знак почтовой оплаты Международный ответный купон Почтовая марка Почтовый блок Провизорий Франкотип Классификация Коллекция Купон Лист согласования Манколист Маркофилия Надпечатка Омнибусный выпуск Разновидность Раритет (Ферраритет) Совместный выпуск Специальное гашение Специальный почтовый штемпель Сувенирный листок Филателист Филателистическая выставка Филателистическая география Филателистическая смесь Филателистическая экспертиза Экспертный знак Филателистический дилер Филокартия
Цельные и целые вещи	Картмаксимум Катастрофная почта Конверт Конверт первого дня Конверт первого полёта Конверт с оригинальной маркой Маркированная почтовая карточка Маркированный конверт Маркированный почтовый сувенир Односторонняя почтовая карточка с оригинальной маркой Открытка Письмо последнего дня Почтовая карточка Почтовый лист Служебный конверт Сопроводительный адрес Филателистический конверт Художественный маркированный конверт Целая вещь Цельная вещь
Аксессуары	Альбом для марок Зубцемер Клеммташ Кляссер Лупа Марочная наклейка Пинцет
Связанные темы	Почтовые марки Легендарные марки Марки стран и территорий мира Тематическая филателия Непочтовые марки Штемпели и гашения Каталоги и издания Почта Полиграфия Организации и компании Филателистические и почтовые праздники
Виды коллекций Выставки Филателисты История почты Литература Все статьи по филателии и почте Проект:Филателия и почта

Эта страница в последний раз была отредактирована 26 ноября 2023 в 08:41.

Как только страница обновилась в Википедии она обновляется в Вики 2.
Обычно почти сразу, изредка в течении часа.

Из Википедии — свободной энциклопедии

Содержание