Лупа

Лупа (от франц. loupe), оптический прибор для рассматривания мелких объектов, плохо различимых глазом. Наблюдаемый предмет помещают от лупы на расстоянии, немного меньшем ее фокусного расстояния. В этих условиях лупа дает прямое, увеличенное и мнимое изображение оптическоепредмета. После прохождения лупы лучи от предмета еще раз преломляются в глазу и собираются в его дальней точке. Они попадают в глаз под углом, большим, чем лучи от предмета в отсутствие лупы; этим и объясняется увеличивающее действие лупы (рис. 1).

Рис. 1. Ход лучей при рассматривании небольшого предмета l в лупу L. Предмет помещают в непосредственной близости от фокальной плоскости лупы OO_t. Лучи, исходящие из точки S предмета, собираются в точке S'' на сетчатке глаза. В этой же точке собирались бы лучи от точки S, если бы лупы не было (точка S' - мнимое изображение точки S).

Увеличением лупы Г называется отношение угла α, под которым изображение (мнимое) предмета видно из центра глазного зрачка, к углу φ, под которым тот же предмет виден без лупы. на так называемом расстоянии наилучшего видения D (рис. 2; для нормального человеческого глаза D = 0,25 м).

Рис. 2. Наблюдение небольшого предмета l : а -- невооруженным глазом на расстоянии наилучшего видения D; φ - угол раствора лучей от предмета, попадающих в глаз. б - через лупу; лучи от предмета входят в глаз под углом α > φ; d - расстояние от лупы до предмета, d' - расстояние от лупы до формируемого ею изображения предмета, которое видит наблюдатель.

Увеличение связано с фокусным расстоянием лупы f (выражаемым обычно в мм) соотношением Г = 250/f', в зависимости от конструкции лупы. Г может иметь значение от 2 до 40-50. Простейшие лупы представляют собой собирающие линзы; их увеличение обычно мало (~2-3). При средних увеличениях (4-10) применяются двух- и трехлинзовые системы (рис. 3). Поле зрения в пространстве изображений у луп с малым и средним Г не превышает 15-20°.

Рис. 3. Лупы: а - "двойные"; б - апланатическая.

Конструкции луп с большими Г близки к конструкциям сложных окуляров; угол поля зрения у них достигает 80-100°.

Рис. 4. Телелупа

В лупах большого увеличения расстояние от предмета до поверхности лупы очень мало. Этот недостаток устранен в телелупах (рис. 4), пригодных для наблюдения как далеких объектов с Г около 2,5, так и близких с Г около 6. Применяются и бинокулярные (стереоскопические) лупы, схема одной из которых показана на рис. 5.

Рис. 5. Стереоскопическая лупа, состоящая из призматических ахроматических линз в сочетании с биноклем малого увеличения.

Лупы используют также для измерений линейных размеров. Измеряемый объект совмещается с плоской стеклянной или металлической шкалой, расположенной перед фокальной плоскостью измерительной лупы (практически - в этой плоскости). Изображения объекта и шкалы сравниваются. Увеличения измерительных луп от 4 до 16, фокусные расстояния 10-40 мм, цена деления шкалы обычно 0,1 мм. С помощью таких луп измеряют ширину и длину букв, царапин, расстояния между точками и т. п.