Если вы сосредоточены на таких процедурах, как маникюр, педикюр или нанесение татуировок, вам будет достаточно 3D-увеличения, что соответствует 1,75-кратному увеличению. Однако, если ваша работа связана с инъекциями или включает использование очень мелких предметов, то разумнее выбрать лупу с 3D или 5D увеличением. В этом случае стоит опираться на собственный опыт и предпочтения.
Оптические приборы.
Как мы уже обсуждали ранее, для того чтобы рассмотреть объект с максимальной детализацией, необходимо увеличить угол обзора. Увеличение угла обзора позволяет изображению объекта на сетчатке глаза занимать больше места, что, в свою очередь, приводит к активации большего количества окончаний зрительного нерва. Это означает, что в мозг поступает более объемная информация, что позволяет нам видеть больше деталей рассматриваемого объекта.
Почему угол обзора может быть мал? На это есть две основные причины: 1) сам объект может быть маленьким; 2) объект, хоть и довольно крупный, расположен на значительном расстоянии.
Для увеличения угла зрения используются специальные оптические устройства. Для детального изучения мелких объектов применяются увеличительные стекла и микроскопы, в то время как телескопы, бинокли и подзорные трубы предназначены для наблюдения за далекими объектов.
Невооруженный глаз.
Начнем с того, как мы воспринимаем мелкие объекты, используя невооруженный глаз. В этом контексте глаз считается нормальным. Учтите, что нормальный глаз способен фокусировать параллельный пучок света на сетчатке без значительной нагрузки, а расстояние, при котором наблюдается наилучшее восприятие, для нормального глаза равно 25 см.
Маленький предмет должен находиться на оптимальном визуальном расстоянии от глаза (см. рис. 1). На сетчатке мы видим перевернутое изображение объекта. Однако стоит отметить, что это изображение второй раз переворачивается в коре головного мозга, и, в результате, мы видим объект в привычном нам положении — не вверх ногами.
 |
| Рис. 1. Рассматривание мелкого предмета невооружённым глазом |
Из-за небольших размеров объекта угол обзора также остается незначительным. Стоит помнить, что малый угол (в радианах) практически неотличим от его тангенса, что можно выразить следующим образом:
Если r — это расстояние между оптическим центром глаза и сетчаткой, то размер изображения, получаемого на сетчатке, равен:
Из (1) и (2) следует, что:
Известно, что диаметр глаза составляет примерно 2,5 см. Следовательно, из (3) видно, что при наблюдении за малым предметом невооружённым глазом изображение на сетчатке глаза будет примерно в 10 раз меньше самого объекта.
Лупа.
Для увеличения изображения объекта на сетчатке глаза можно использовать увеличительную линзу, или лупу.
Увеличительная линза представляет собой оптический прибор, который может состоять либо из одной линзы, либо из нескольких. Фокусное расстояние увеличительной линзы обычно варьируется от 5 до 125 мм. Объект, который мы рассматриваем через увеличительную линзу, помещается в её фокальную плоскость (смотрите рис. 2). Лучи, исходящие из каждой точки объекта, после прохода через увеличительную линзу становятся параллельными, и глаз может фокусировать их на сетчатке, не прикладывая значительных усилий.
 |
| Рис. 2. Рассматривание предмета через лупу |
Как видно, угол обзора небольшой и примерно совпадает с тангенсом:
Размер изображения l на сетчатке теперь равен:
На рис. 1 красная стрелка на сетчатке также направлена вниз, что свидетельствует о том, что, учитывая вторичную инверсию изображения в нашем сознании, мы воспринимаем неинвертированное изображение объекта через лупу.
Увеличение определяется как отношение между размером изображения при использовании лупы и размером изображения при наблюдении объекта невооруженным глазом:
Подставляя значения из (6) и (3), получаем:
Если фокусное расстояние лупы, к примеру, составляет 5 см, тогда увеличение будет равно 5, что означает, что при наблюдении через такую лупу предмет будет выглядеть в пять раз больше, чем при наблюдении невооруженным глазом. Подставив соотношения (5) и (2) в формулу (7), получаем:
Увеличение лупы соответствует угловому увеличению: оно измеряется как отношение угла обзора при наблюдении через лупу к углу обзора при наблюдении объекта невооруженным глазом.
Следует отметить, что увеличение лупы — это субъективная величина; значение в формуле (8) это расстояние наилучшего зрения для нормального глаза. Для людей с близорукостью или дальнозоркостью расстояние наилучшего зрения будет соответственно короче или длиннее.
Из формулы (8) видно, что чем больше лупа, тем меньше её фокусное расстояние. Уменьшение фокусного расстояния достигается за счет увеличения кривизны преломляющих поверхностей, что делает линзу более выпуклой и в результате уменьшает её размеры. При увеличении 40-50 мм линза может иметь размеры всего несколько миллиметров. Лупы меньшего размера, чем эта, использовать невозможно, и они считают пределом максимального увеличения.
Что это такое
Прежде всего, полезно знать, что представляет собой это устройство.
Лупа — это оптическая система, состоящая из ключевых компонентов: линз. В конструкции может присутствовать как одна линза, так и несколько.
Это устройство предназначено для высококачественного оптического увеличения и изучения мелких предметов.
Конструкция лупы может показаться элементарной, однако она является незаменимой в множестве областей человеческой деятельности. К ним относятся такие сферы, как биология, медицина, банковское дело и ювелирное дело. Часто лупами пользуются опытные криминалисты в своей ответственной работе, где каждая деталь имеет критическое значение. Список всех областей, где применение высококачественного увеличительного стекла оказывается важным, может продолжаться долго.
История создания
Сегодня понятие лупы знакомо и ясно многим. Однако немногие знают, с чего началась история этого популярного и широко используемого устройства, которое сегодня встречается повсеместно.
Разработка данного прибора произошла еще около 1250 года, и её приписывают Роджеру Бэкону, который в тот период являлся преподавателем Оксфордского университета. Бэкону понадобилось много времени, чтобы провести разнообразные эксперименты с зеркалами, стремясь подробно объяснить принципы преломления и отражения света. В истории он больше известен под именем Dr Mirabilis (латинское: «удивительный врач»).
Несмотря на то, что открытие свойства выпуклой линзы связывают с именем Бэкона, оптические приборы для увеличения различных объектов использовались на протяжении тысяч лет. В Древнем Египте прозрачные кусочки хрусталя применялись для четкого и детального рассматривания мелких предметов. Известный римский император Нерон изобрел интересный способ использования увеличительных стекол, применяя драгоценные камни для того, чтобы видеть актеров на далекой сцене.
Из чего состоит
Стандартная конструкция ручной лупы включает в себя несколько основных компонентов:
- увеличительное стекло (предполагается, что это двояковыпуклая линза);
- прочная, хорошо удерживающая конструкция (чаще всего изготовленная из прочной пластмассы, дерева или металла);
- ручка средней длины для удобства использования.
Эти элементы составляют основу простейшего увеличительного прибора, который можно найти в многих магазинах. Внешний вид таких изделий практически не отличается друг от друга.
Специальные модели луп, использующие подставку, следует выделить в отдельную категорию. Это более сложные устройства, состоящие из таких ключевых элементов:
- окуляр;
- специальный предметный столик (обычно компактного размера);
- штатив для удобства работы;
- зеркало для подсветки объекта.
На сегодняшний день на рынке доступны более современные механизмы с увеличительными линзами.
Эти устройства могут включать складную конструкцию, дополнительную светодиодную подсветку, а также кабели для подключения к электросети.
Современные лупы отличаются высокой удобностью и эргономичностью. Особенно это актуально в условиях недостаточной освещенности, поскольку встроенная подсветка помогает устранить данную проблему.
Примером может служить популярная модель лупы Levenhuk Zeno Desk D7, которая будет полезна не только для профессиональной работы, но и для многочисленных хобби. Эта замечательная модель состоит из следующих компонентов:
- высококачественная бифокальная линза;
- удобный складной штатив для поддержки.
Конструкция этого устройства выполнена из оптического пластика, что делает его одновременно легким и прочным.
Основные отличия
Существует ряд принципиальных различий между лупой и фонарем, хотя линза является одной из составных компонентов лупы.
- Внешний вид. Лупа, как правило, известна и узнаваема — это увеличительное стекло, установленное в оправу с ручкой. Её удобно держать в руке и применять для наведения на предмет, который необходимо увеличить. Напротив, линза внешне похожа на обычное прозрачное стекло, формы которого могут значительно варьироваться в зависимости от типа линзы.
- Применение. Лупа в основном предназначена для увеличения конкретного предмета или текста, например, при чтении литературы, рукоделии и т. д. Также нередко её применяют не по прямому назначению, имея в виду использование для добычи огня, прижигания ран, выжигания текстов или изображений, или заплавления пластиковых поверхностей. Линзы же находят гораздо более обширное применение. Их используют в различных оптических приборах, медицине, радиоастрономии и даже в ядерном оружии.
- Принцип действия. Лупа предназначена, чтобы увеличить угол обзора. Для этого исследуемый объект необходимо разместить между лупой и её фокусом. Прибор абсорбирует частицы света и увеличивает изображение. Линза же, благодаря своей криволинейной поверхности, преломляет световой поток и также выполняет функцию увеличения предметов. Важно отметить, что использование собирающей линзы может привести к получению перевернутого изображения.
Что лучше?
Утверждать, что лучше — лупа или фонарик, нельзя однозначно. Каждый человек сам решает, какой оптический прибор ему необходим. Однако важно помнить о следующих аспектах:
- в какой области и для каких конкретных задач требуется;
- основные характеристики увеличительного стекла, такие как уровень увеличения, фокусное расстояние и поле зрения.
Не следует забывать и о таких критериях выбора, как качество оптики. Оно должно обеспечивать хорошую передачу цвета и быть прочным в условиях механических воздействий.
Сегодня не составляет труда приобрести лупу или линзу, так как они доступны во многих специализированных магазинах. Лучше всего выбирать изделия от известных производителей, чтобы быть уверенным в их качестве.
Рекомендуем также посмотреть видео о том, как правильно выбрать увеличительное стекло, чтобы не ошибиться с выбором и сделать правильное приобретение.
