В. Сарафанников - Такая многоликая дрель. Сантехнические работы. Водоснабжение...(Сделай сам №1•2008)

Таким образом, способ произвольного приближения рассматриваемого предмета к глазу для увеличения угла его зрения ограничивает аккомодационная способность глаза. Поэтому этот способ для увеличения размеров изображения не применяется.

Наиболее простым решением для увеличения угла зрения рассматриваемого предмета (соответственно, его отчетливости), расположенного более или менее значительно к глазу (причем наблюдение не вызывает утомления последнего), является применение собирающей линзы с фокусным расстоянием f = 1-10 см (рис. 9, б ). При рассматривании предмета линзу располагают перед глазом, а предмет — на расстоянии немного меньше ее фокусного расстояния ( а < f ). Построение изображения предмета для этого случая подробно рассмотрено на рис. 8 (буква Е ), и напомним, что изображение мнимое, прямое, увеличенное и на большом расстоянии от линзы, на котором глаз может наблюдать его без утомления долгое время, то есть аккомодационный аппарат глаза находится в состоянии покоя. Изображение предмета имеет большой угловой размер по сравнению с его рассматриванием без линзы ( α 2> α 1). Такую простую линзу, применяемую для обозревания мелких предметов, монтированную в оправу и снабженную ручкой, называют лупой (на рис. 1 приведены конструкции нескольких таких луп). Лупы с более сильным увеличением обычно состоят из системы линз (рис. 17).

На рис. 9, а показан ход световых лучей в линзе и внутри глаза при рассмотрении предмета АВ . Сначала лучи преломляются в линзе, затем проходят в глаз через хрусталик, отражаются на его сетчатке в виде изображений А II В II. Если бы изучаемый предмет находился на месте А I В Iи имел его величину, то он отражался бы на сетчатке глаза величиной А II В IIпод углом α 2. В результате появления светового возбуждения на сетчатке глаза в нашем сознании создается образ предмета АВ и мы отчетливо видим его.

Увеличение лупы определяют по формуле К= L/ a, в которой L — расстояние наилучшего зрения, оно равно 250 мм, а — расстояние между предметом и линзой, в лупах а = f , тогда приближенное увеличение лупы равно:

K= 250/ f.

Решим несколько примеров из практики.

Пример 4.Фокусное расстояние лупы f = 50 мм. Определить коэффициент увеличения.

K= 250/5 = 5.

Пример 5.Какое увеличение дает лупа, оптическая сила которой Д = 16 дп.

K= L/ f= L∙(1/ f) = L∙ D= 0,25∙16 = 4.

Казалось бы, что с помощью лупы можно получать очень большие увеличения — надо только уменьшать ее фокусное расстояние, например при f = 0,5 мм увеличение должно быть К = 500. Однако пользование лупами с очень малым фокусным расстоянием и, соответственно, с малым диаметром, практически невозможно. Обычно однолинзовые лупы изготавливают с коэффициентом увеличения не более 6.

Изготовление луп.На основе линз, освобожденных из старых, пришедших в негодность оптических устройств (фотоувеличителей, фильмоскопов и т. д.), и луп, вышедших из строя по разным причинам, можно, проявив прилежание и желание, изготовить прекрасные лупы (рис. 10).

Рис. 10. Лупа ( а) и изучаемым предмет ( б):

1— линза в оправе, 2— рукоятка

В качестве материала для их деталей желательно выбирать нержавеющую сталь. Изготовленную основу лупы (оправу и рукоятку) необходимо очистить шкуркой, отшлифовать и отполировать, а затем в оправу вмонтировать линзу и — лупа готова.

Для примера покажем изготовление лупы на основе двояко-выпуклой линзы с размерами: диаметр 90, толщина в центре 15 и на торцах 5 мм. На рис. 11 показано конструктивное устройство такой лупы, которая состоит из оправы (в нее вставлена линза на эпоксидном клее), основания для рукоятки и рукоятки, заделанной в основание также на эпоксидном клее. Рукоятка лупы длинная (~180 мм), чтобы ее можно было использовать для закрепления в штативе.

Рис. 11. Конструктивное устройство лупы :

1— линза в оправе 2; 3— луночки для эпоксидного клея; 4— пробка деревянная; 5— зазор между рукояткой 7и основанием для нее 6; 8— пробка концевая

Последовательность изготовления лупы следующая:

— для оправы лупы берем полосу из нержавеющей стали толщиной 0,9–1, шириной 22 и длиной 3,14∙90 = 283 мм. По всей длине полосы на ширине 5 мм по центральной линии выполняем на сверлильном станке луночки глубиной 0,4–0,5 мм сверлом диаметром 1 мм (рис. 12, а ).