Lupy, szkła powiększające

Lupy

Według ścisłej definicji optycznej lupa to przyrząd optyczny służący do obserwacji drobnych, blisko położonych przedmiotów. Lupa zbudowana jest zazwyczaj z jednej soczewki skupiającej lub z zespołu blisko siebie położonych soczewek umieszczonych w oprawce. Tworzy obraz prosty, pozorny i powiększony. Obserwowany przedmiot umieszcza się między ogniskiem a lupą.

Lupy – ich budowa

Obserwując przedmiot gołym okiem, ustawiamy go zwykle w odległości dobrego widzenia – dla zdrowego oka przyjmuje się, że jest to około 25 cm. Aby lepiej widzieć małe przedmioty, zbliżamy je do oka. Zwiększa się wtedy kąt, pod jakim widzimy przedmiot, a jego obraz padający na siatkówkę oka staje się większy. Oko ludzkie ma zdolność akomodacji, czyli może zmienić swoją grubość i krzywiznę powierzchni wraz ze zmianami odległości przedmiotu od oka.

Soczewka oczna zmienia swoją ogniskową, dostosowując ją za każdym razem tak, by obraz na siatkówce był ostry. Przy zbliżaniu przedmiotu do oka natrafiamy w końcu na taką odległość, po której przekroczeniu przedmiot staje się nieostry. Gdy oglądamy przedmiot przez lupę, umieszczamy go w ognisku przedmiotowym lupy albo między ogniskiem a lupą, blisko ogniska. Lupa prosta składa się z jednej soczewki skupiającej o możliwie dużej zdolności skupiającej, a więc o małej ogniskowej. Zgodnie z zasadami fizyki im mniejsza jest ogniskowa soczewki, tym większe daje ona powiększenie. Powiększenie soczewki to iloraz wysokości obrazu otrzymanego w soczewce przez wysokość przedmiotu. Powiększenie kątowe lupy zależy od jej mocy optycznej D (ogniskowa lupy f = 1/D) i wynosi od 0,25D do 0,25D+1, zależnie od odległości lupa-oko. Wielkość 0,25 jest odległością dobrego widzenia wyrażoną w metrach. Pojedyncza soczewka skupiająca o ogniskowej nie większej niż 25 cm może służyć jako szkło powiększające, czyli lupa.

Lupy – ich rodzaje 

Budowa lupy jest prosta, jednak wbrew pozorom istnieje kilka ich rodzajów, w zależności od konstrukcji układu optycznego. Najprostsza i najczęściej używana jest lupa prosta, zbudowana z jednej soczewki, której powiększenie zwykle nie jest większe niż 7-krotne. Pozostałe rodzaje to lupy, w których dzięki doborowi odpowiednich soczewek możliwe jest korygowanie ich błędów optycznych, a jednocześnie zwiększanie powiększenia. Lupy aplanatyczne, które zbudowane są z dwóch identycznych płasko-wypukłych soczewek, wypukłościami skierowanymi do siebie, mają skorygowaną aberrację sferyczną i komę.

Z kolei lupy achromatyczne korygują aberrację chromatyczną i sferyczną. Lupy astygmatyczne, składające się przynajmniej z czterech soczewek, korygują aberrację sferyczną, chromatyczną, dystorsję, komę oraz astygmatyzm. Składająca się z jednej dwuwypukłej soczewki dodatniej oraz dwóch doklejonych do niej po obu stronach identycznych menisków to lupa aplanatyczna Steinheila, która koryguje aberrację chromatyczną, sferyczną, oraz dystorsję. Lupy te mają powiększenie od 12x do 35x, czasem nawet 40x. Lupy składające się z jednej soczewki i zaopatrzone w uchwyt to szkła powiększające, a powiększenie takiej lupy nie przekracza zwykle 3x.