2. Лупа. Ход лучей в лупе. Вывести формулу увеличения лупы.

Л у п а — простая система (одна или несколько линз) с небольшим фокусным расстоянием (примерно от 100 до 10 мм), располагаемая между рассматриваемым предметом и глазом. Мнимое увеличенное изображение предмета получается на расстоянии наилучшего зрения (250 мм для нормального глаза) или в бесконечности, т. е. рассматривается глазом без усилия аккомодации. При обоих способах применения лупы видимое увеличение, ею даваемое, практически одно и то же и равно

N = tgφ’/tgφ = D/ƒ (3.1)

где D — расстояние наилучшего зрения и f — фокусное расстояние лупы. Так как D = 250мм, то обычно применяемые лупы дают увеличение от 2,5 до 25 раз. Для близорукого глаза D меньше и, следовательно, лупа оказывает меньшую помощь в распознавании деталей.

Увеличение лупы.

Применяя формулу простой линзы, найдем:

(3.2),

где φ' – угол зрения изображения; tgφ=l/D, где φ — угол зрения предмета, помещенного на расстоянии D от невооруженного глаза (рис.3.4).

Увеличение N равно

(3.3);

при а' = - ∞ имеем N = D/ƒ , при d — а' = D получим

N = D/f + 1— d/ƒ (3.4),

т. е. увеличение несколько за­висит от положения глаза (d). Когда глаз помещен вблизи главного фокуса (d = ƒ), что практически имеет место, то

N = D/f.

3. Микроскоп. Ход лучей в микроскопе. Вывести формулу увеличения микроскопа

Микроскоп. Для получения больших увеличений применяют микроскоп, представляющий в принципе комбинацию двух оптических систем – объектива и окуляра, – разделенных значительным расстоянием. Они помещены в тубус. Если фокусные расстояния объектива и окуляра соответственно f₁ и f₂, то фокусное расстояние всей системы можно вычислить по формуле:

(3.5),

где d – расстояние между линзами. Отсюда

(3.6),

где — расстояние между фокусами обеих линз. Увеличение, даваемое микроскопом можно получить, воспользовавшись формулой увеличения лупы: .

В дальнейшем будем говорить об абсолютном значении увеличения

(3.7).

Схема оптической системы микроскопа показана на рис. 3.5. Малый объект АВ помещается вблизи главного фокуса F₁ объек­тива S₁ , дающего его увеличенное действительное изображение А'В', которое рассматривают через окуляр S₂ так, чтобы увеличен­ное мнимое изображение А"В" получалось на расстоянии наилуч­шего зрения от глаза или в бесконечности (наблюдение спокойным глазом). Оба способа наблюдения одинаково пригодны.

От предмета к объективу свет поступает широкими пучками, что важно для использования больших световых потоков и улучшения разрешающей способности микроскопа. Так как обычно в микроскопе наблюдаются несветящиеся объекты, то для обеспечения широких пучков важно иметь специальное осве­тительное устройство (конденсор). Объектив микроскопа, рабо­тающий с широкими пучками, должен удовлетворять условию апланатизма для точки вблизи фокуса; требуется также высокая ахроматизация (ахроматы и апохроматы). Хороший объектив состоит из многих линз (иногда свыше 10). Построение изображения по принципам геометрической оптики представлено на рис.3.6.