Forstørrelsesglas

fra Wikipedia, den gratis encyklopædi
Spring til navigation Spring til søgning
Klassisk læseforstørrelse

Et forstørrelsesglas (fra fransk loupe), også kaldet forstørrelsesglas eller brændende glas , er en enkel konveks konvergerende linse med en lille brændvidde med et fatning og håndtag eller en enhed til opsætning. [1] Hvis der er et objekt inden for brændvidden et forstørrelsesglas skaber et opretstående virtuelt billede af objektet.

historie

Forstørrelseseffekten ved hjælp af vand har været brugt af Seneca den Ældre siden det 1. århundrede . J. besat. Opfindelsen af ​​forstørrelsesglasset som en optisk enhed tilskrives den arabiske lærde Abu Ali al-Hasan Ibn Al-Haitham (latiniseret Alhazen ) (11. århundrede, teksten " Treasure of Optics "). Minstreel Konrad von Würzburg henvendte sig til versene til Jomfru Maria i det 13. århundrede med følgende vers: ”Jeg har sammenlignet dig med en krystallinsk sten ... Den har den store og mægtige måde, at et manuskript aldrig ville være så lille, dets udseende i den ville blive større: Hvis denne sten dækkede den og kørte ind i den, hvis nogen skar den tyndt og ville holde den på skriften, ville han se de små bogstaver se større ud gennem den. " [2]

funktionalitet

Objekter, der ligger uden for betragteren mellem forstørrelsesglasset og brændplanet (dvs. inden for brændvidden ) ser større ud gennem et forstørrelsesglas. Denne effekt af et forstørrelsesglas skyldes på den ene side, at man kan rumme med det på et objekt fra en kortere afstand, end det ville være muligt med det kortsynede øje . På den anden side giver forstørrelsesglasset et forstørret virtuelt billede. Den anden effekt bruges også til at bestemme forstørrelsen ( se nedenfor ).

Anvendes som et visuelt hjælpemiddel , kompenserer det for hyperopi (langsynethed) eller presbyopi (presbyopi), da øjet kan rumme uendeligt med et forstørrelsesglas (dette opfattes ofte som afslappende af de berørte). Anvendelsen af ​​et forstørrelsesglas, hvor beskueren ser et forstørret virtuelt billede, må ikke forveksles med korrektionen af ​​hyperopi eller presbyopi. Under korrektionen er den anvendte linse også en konveks linse, men her med en betydeligt større brændvidde eller med en lavere brydningseffekt (“diopterværdi”) og bæres direkte foran øjet som briller eller kontaktlinser. Brilleglasset eller kontaktlinsen danner et linsesystem eller en funktionel enhed med øjets optiske apparat.

I modsætning til briller behøver forstørrelsesglasset ikke at blive justeret for hyperopi eller presbyopi. Derfor kan enhver læseforstørrelse altid bruges som en provisorisk løsning til manglende briller eller kontaktlinser. Nærsynethed (nærsynethed) kan ikke korrigeres med et forstørrelsesglas.

Konstruktion af det virtuelle billede

Konstruktion af et virtuelt billede, når man ser på et objekt (her kaldet et objekt) gennem et forstørrelsesglas. (For en forklaring se teksten)

Ved konstruktion af det virtuelle billede (se fig.) Bruges to stråler, der udgår fra et punkt på objektet (her: fra objektets pilspids): "Hovedstrålen" - det vil sige den stråle, der passerer gennem midten af linsen går - oplever omtrent ingen brydning. Den "parallelle stråle" (blå i illustrationen) bliver til en "fokusstråle", når linsen brydes, dvs. den passerer gennem fokuspunktet. Betragteren, der er til højre for linsen i illustrationen, antager, at lyset breder sig i en lige linje. For ham ser lyset ud til at stamme fra det punkt, hvor de sporede røde linjer krydser. Så pilespidsen på det virtuelle billede er lige der.

Motivet skal være inden for brændvidden tilstand ( ) for at se det forstørret gennem forstørrelsesglasset. Forstørrelsesglasset holdes ideelt, når det er i fokus ( ). Strålerne løber derefter parallelt. Objektet ser ud til at være uendeligt langt væk, og øjet kan komfortabelt rumme på stor afstand. Forstørrelsen skyldes forholdet mellem synsvinklen med og uden visuel hjælp. Det klare visuelle område vælges ofte som referenceværdi.

Typer af forstørrelsesglas og tilhørende enheder

20110426 FresnelMagnifier 0396.jpg
Forstørrelsesglas i kuglepen IMG 0323.JPG
Særlige former: Over film eller kreditkortforstørrelse ( Fresnel linse ), under kuglepen med indbygget læsestok.

Ud over særlige forstørrelsesglas, såsom at læse sticks (forstørrelsesglas med direkte støtte på aflæsningen materiale og forstørrelse i én dimension), læsning sten (også med direkte støtte, men todimensional forstørrelse), måling lupper såsom B. tråd tællere , urmager lupper , forstørrelsesglas , lupper med komplekse linsesystemer ( aplanats , akromatiske linser etc.), checkkort lupper ( Fresnel linse ) og mange andre, er der to grundlæggende typer, der adskiller sig primært i deres ansøgning:

Læseforstørrelse

Læseforstørrelser forstørrer normalt 2 til 6 gange. En anden egenskab er deres relativt store synsfelt på grund af en stor objektivdiameter. Dette store synsfelt gør det muligt at tage en generøs og variabel afstand mellem læseforstørrelsesglas og hoved (øjne) med en konstant afstand mellem læseforstørrelsesglas og læsestof (objekt). Derfor er læsning mulig i en behagelig position. Tredimensionel vision er mulig, hvis der er tilstrækkelig afstand mellem læseforstørrelsen og øjnene, og hvis forstørrelsen er lav.

Mens den klassiske læseforstørrelse er en stor linse med en metalramme og et håndtag (tænk bare på det typiske udseende af Sherlock Holmes med et forstørrelsesglas - det er pikant, at han altid bruger en læseforstørrelse i stedet for en detaljeret forstørrelsesglas), moderne læsning forstørrelsesglas er ofte belyst (belyste forstørrelsesglas), afstandsstykker eller andre enheder.

Læsning sten og læsning pinde (sidstnævnte kun forstørre i en dimension som en cylinder linse ) er flade på undersiden og er placeret direkte på læsning materiale. Dette fastslår afstanden mellem læsestoffet og den buede overside, som er effektiv til forstørrelsesglasset, og hånden kan ikke ryste. Disse læsesten er tunge i henhold til deres volumen.

Læseforstørrelse: Med et læseforstørrelsesglas er brændpunktet tilsyneladende længere væk for det menneskelige øje (objekter i brændplanet uendeligt), hvilket betyder, at seeren enten ser forstørrelsesglasset i fokus eller det forstørrede indhold Læseforstørrelse: Med et læseforstørrelsesglas er brændpunktet tilsyneladende længere væk for det menneskelige øje (objekter i brændplanet uendeligt), hvilket betyder, at seeren enten ser forstørrelsesglas skarpt eller det forstørrede indhold
Læseforstørrelse: Med et læseforstørrelsesglas er brændpunktet tilsyneladende længere væk for det menneskelige øje (objekter i brændplanet uendeligt), hvilket betyder, at seeren enten ser forstørrelsesglasset i fokus eller det forstørrede indhold
Loupe 10X.jpg
The Tiniest Detail Matters (8491259424) .jpg
Detalje forstørrelsesglas: Over et almindeligt design og under dets praktiske anvendelse. Da øjet tilpasser sig afstanden, når man ser på det virtuelle billede, er det muligt og nyttigt at bringe forstørrelsesglasset meget tæt på øjet, hvilket øger synsfeltet betydeligt.

Detalje forstørrelsesglas

Kombinationsforstørrelse: Otte forskellige forstørrelser er mulige ved at dreje to niveauer: fra 2 til 28 gange. For at opnå 28x forstørrelse kræves fem elementer i tre grupper: to akromatiske tilsluttede tolinser og en planokonveks linse [3]

Detailforstørrelsen har en typisk forstørrelse på 5 til 15 gange - med meget god kvalitet, lidt mere. Objektivet har en lille diameter (ca. 1-3 cm), hvilket betyder, at synsfeltet er meget lille.

Dette lille design kræver en helt anden måde at arbejde med detalje forstørrelsesglas end med læseforstørrelsen. Mens afstanden mellem objektet og forstørrelsesglasset også er fastlagt her, forsøger man at opnå et større synsfelt ved at holde en meget lille afstand mellem forstørrelsesglasset og øjet. Et typisk tilfælde er urmagerens loupe , som er spændt fast foran øjet. Men andre detaljerede forstørrelsesglas (f.eks. Forstørrelsesglas til naturobservation af sten og mineraler i marken eller blomster og insekter i marken) bringes direkte til øjet for at muliggøre et større synsfelt. Den korrekte brug af sådanne forstørrelsesglas kræver normalt lidt øvelse, da man normalt ikke er vant til at placere objekter direkte foran øjet.

Tredimensionel vision er ikke mulig her. På dette tidspunkt skal der imidlertid henvises til forstørrelsesglas eller specielle og tilsvarende dyre kikkertforstørrelsesglas.

Måling / beregning af brændvidden

Direkte måling af et forstørrelsesglass brændvidde over billedet af et vindue inde i rummet: Objekter, der er langt væk (her: husene) bliver skarpe, når linsen er i en afstand af dens brændvidde fra projektionsoverfladen.

Forstørrelsesglasets brændvidde bestemmer dets forstørrelse og er derfor dens vigtigste parameter. For at beregne forstørrelsen (se nedenfor) skal brændvidden derfor være kendt.

I sollys kan brændvidden bestemmes med tilstrækkelig nøjagtighed til daglig brug ved at bruge forstørrelsesglasset til at minimere det cirkulære lyspunkt, som det skaber ved billeddannelse på et ark papir og derved måle afstanden mellem forstørrelsesglasset og papiret. Denne afstand svarer til brændvidden. Hvis der ikke er noget sollys tilgængeligt, kan brændvidden også måles ved hjælp af (ægte, på hovedet) billede af fjerne objekter, f.eks. Ved hjælp af billedet af et vindue inde i rummet (se til højre).

En anden ren målemetode er bestemmelse af brændvidden ved hjælp af autokollimering .

Brændvidden kan beregnes præcist (forudsat en tilsvarende god måling) ved hjælp af flere metoder:

Bestemmelse af forstørrelsen

Den (kvantitative) forstørrelse af et forstørrelsesglas er i forhold til betragtning fra det klare visuelle område (også kaldet standard visuelt område ) angivet som referenceværdi. [4]

Øverste del: visning af et objekt (lodret pil) uden forstørrelsesglas. Strålerne (blå) fra toppen og bunden af ​​objektet (sidstnævnte ikke vist) mødes i en vinkel (phi) i øjet. Afstanden må ikke være mindre end den nær punkt af observatøren her.
Nederste del: visning af det samme objekt med et forstørrelsesglas (lodret dobbeltpil). Afstanden mellem objektet og forstørrelsesglasset svarer til brændvidden (Objektet kunne også bringes tættere på forstørrelsesglasset - så ville strålerne fra forstørrelsesglasset ikke være parallelle). I tilfælde af de viste parallelle stråler ser beskueren det virtuelle billede som uendeligt langt væk. Vinklen er større med et forstørrelsesglas end uden. Det er det, der gør forstørrelsesglasets forstørrelseseffekt ( se nedenfor ). Forstørrelseseffekten (vinkel ) er fuldstændig uafhængig af afstanden mellem betragteren og forstørrelsesglasset.

Et objekt vises i denne afstand under vinklen (i den tilstødende figur hedder; Derudover svarer det klare visuelle område i figuren til afstanden ):

med : Objektstørrelse (objektstørrelse) i mm

Øjet er afslappet, når det rummer på stor afstand. Dette er tilfældet for et stort billedinterval . Det øges, når objektafstanden øges brændvidden nærmer sig forstørrelsesglasset.

I grænsesagen det forstørrede billede vises i vinklen (i billedet hedder):

Til udvidelse følger:

Denne beregning forudsætter, at øjet er afslappet, dvs. H. er uendeligt indkvarteret. Der er da ikke noget virtuelt billede. Men hvis du anstrenger øjet, kan du praktisk talt bringe objektet tættere på forstørrelsesglasset, så et virtuelt billede er på afstand af den mindste visuelle afstand af det pågældende øje opstår. Forstørrelsesglasset skal være tæt på øjet, forstørrelsesglasets brydningskræfter og det nærliggende øje optælles, og forstørrelsen er:

eksempel 1

Et forstørrelsesglas med en brændvidde på 50 mm gør det muligt at se et objekt fra en afstand på 50 mm i stedet for fra afstanden til det klare visuelle område på 250 mm. Ifølge definitionen forstørrer forstørrelsesglasset 5 gange ( v = 250 mm / 50 mm ). Det nært tilpassede øje af en ung eller kortsigtet person med tillader praktiske forstørrelser på op til 7,5 gange, ved op til 5,5 gange.

Eksempel 2

Følgende konvertering mellem forstørrelse og brændvidde (i dpt) er ofte givet til forstørrelsesglas:

Forstørrelse = (diopter / 4) + 1

Dette forhold stammer direkte fra forholdet mellem v ', når øjet rummer inden for et klart visuelt område på 250 mm. Derefter og v '= 2 * v.

Eksempel:

v '(4 dioptrier) = 2 ×
v '(8 dioptrier) = 3 ×
v '(12 dioptrier) = 4 ×

Brug forstørrelsesglasset som forstørrelsesglas

Navnet brændende glas kommer af, at den konvekse linse bundter de indfaldende solstråler og dermed øger lysets energitæthed så meget, at brændbart materiale såsom papir eller lignende kan antændes. Denne egenskab af linsen er også oprindelsen for de optiske udtryk brændpunkt , brændplan , brændvidde osv.

Linsediameteren har den største indflydelse: jo større, jo mere lys (effekt) der er bundtet. Desuden resulterer en kortere brændvidde af linsen (dvs. en større forstørrelse af forstørrelsesglasset) i et billede af solskiven på et mindre brændpunkt. På grund af den således øgede luminans stiger den opnåelige temperatur under absorptionen af lyset i det bestrålede medium. Et ideelt punkt (som omdrejningspunkt) kan aldrig nås med en ægte linse, også på grund af objektivfejl .

Hvorvidt og hvor hurtigt et materiale kan affyres afhænger ikke kun af energitætheden fra det brændende glas, men også af materialets antændelsestemperatur og de termiske forhold (materialetykkelse, varmeledningsevne ) ved brændpunktet.

Den brændende glaseffekt bruges i heliografen til at registrere solskinnet på en dag.

farer

Forstørrelsesglas er brandfarlige i direkte sollys, da de kan antænde materialer, der ved et uheld bliver ramt af solens bevægelige billede. Forstørrelsesglas, der ikke er i brug, skal forsynes med et beskyttende låg / låg eller opbevares i en lyssikker beholder. Der er mange kendte tilfælde, hvor dekoration af forstørrelsesglas (inklusive fotolinser) i et butiksvindue forårsagede brand. [5] [6] [7] På den anden side er den brændende glaseffekt af knust glas fra kastede flasker ikke nok til at udløse skovbrande. [8.]

Weblinks

Wiktionary: Lupe - forklaringer på betydninger, ordoprindelse, synonymer, oversættelser
Commons : Forstørrelsesglas - album med billeder, videoer og lydfiler

Individuelle beviser

  1. Duden -søgeord "Lupe". Hentet 10. juni 2015 .
  2. ^ Wolfgang Münchow: Ophthalmologiens historie. 2. udgave. Leipzig 1983, s. 170 f.
  3. EMO-Optik Arthur Seibert Octoscop L. photo.net, adgang den 26. maj 2020.
  4. ^ Denne definition er nødvendig, fordi forstørrelsesglas og mikroskoper i modsætning til kikkert eller teleskoper ikke har nogen forstørrelse, fordi de kortlægger længder til vinkler. Hvor mange gange forstørrer et forstørrelsesglas, der giver dig mulighed for at se 8 mm i en vinkel på 11 °?
  5. Forstørrelsesglas på vindueskarmen antænder lejlighed i Königsbronn. 26. december 2012, adgang til 10. juni 2015 .
  6. Lupe satte ild til den. 19. februar 2008, adgang 1. juni 2021 .
  7. ^ Brand i Betzenhausen: Den brændende glaseffekt var skylden. 28. maj 2010, arkiveret fra originalen den 10. juni 2015 ; adgang 1. juni 2021 .
  8. Kan knust glas forårsage skovbrande?