Линзы и лупы | Наука и жизнь

Мать от сына слышит
радостную речь:
— Свет хранят в потёмках,
чтоб его сберечь.
Наклонившись низко,
шепчет сыну мать:
— Свет бросают в воду,
Чтоб его сломать.
Наталья Ванханен

Наука и жизнь // Иллюстрации

Рис. 1. Так преломляется световой луч, упавший в воду. Чем больше угол между лучом и вертикалью к поверхности, тем сильнее он преломляется (а).

Рис. 2. Модель преломления света. Роль светового луча играет траектория двухколёсной тележки; «среды» с разным показателем преломления — столешница и салфетка из рыхлой ткани.

Опыт с монетой (он же фокус). На дно неглубокой миски положите монету…

«Большая линза Трюдена» — устройство для получения высокой температуры сфокусированным светом Солнца. Франция, середина XIX века.

Рис. 4. Ход лучей в линзе при разных положениях рассматриваемого предмета.

Опыт (он же фокус) с цилиндрической линзой. Роль линзы выполняет стакан с водой.

Ложка, опущенная в стакан с водой, кажется сломанной.

‹

›

Открыть в полном размере

Исследователи, изучающие окружающий мир, нуждаются в научных инструментах и приборах. По мере того как учёные всё глубже познают строение вещества, устройство Вселенной и природу живых организмов, эти приборы становятся всё сложнее. Считается, что первым инструментом исследователя была лупа — круглый кусочек прозрачного материала, утолщённый в середине и тонкий по краям. Возможно, первым исследователем оптических свойств стекла стал арабский учёный Аль Хазен (или Ибн-аль-Хайсам). В X веке он написал: «Если смотреть сквозь сегмент стеклянного шара, он станет увеличивать предметы».

Лупа (и другие оптические приборы) способна увеличивать предметы в несколько раз. А происходит это потому, что в материале, из которого она сделана (например, в стекле), скорость света меньше, чем в воздухе. Световой луч, падая под углом на границу между воздухом и стеклом, ломается. Крутизна этого излома зависит от свойств стекла — его показателя преломления. Величина показателя преломления тем больше, чем сильнее отличаются скорости света в воздухе и в веществе — стекле, воде, прозрачной пластмассе (рис. 1).

Наглядно увидеть, как световой луч меняет направление, переходя из одной среды в другую, можно при помощи несложного опыта.

Возьмите два колёсика от игрушечной машинки (или вырежьте их из картона) и насадите на ось — деревянную палочку длиной 8—10см. Путь, по которому покатится такая тележка, изобразит ход светового луча, а её скорость — скорость света.

Закройте часть стола салфеткой или скатертью. Получится модель двух сред. В одной (гладкая столешница) «скорость света» велика; в другой, более плотной (рыхлая ткань), — мала (фото вверху).

Запустите тележку перпендикулярно границе «сред». Она коснётся границы одновременно обоими колёсами и поедет дальше медленнее, но не меняя направления.

«Преломления света» не происходит. Если же вы пустите тележку под углом к границе, то в первый момент она наедет на границу только одним колесом, скорость которого уменьшится. Но второе колесо продолжит катиться по доске с прежней скоростью. В результате тележка развернётся на некоторый угол и покатится по салфетке по другому пути. «Луч света» испытал «преломление». А миновав «плотную среду» (салфетку), тележка развернётся на такой же угол, но в противоположную сторону, и покатится по траектории, параллельной начальной (рис. 2).

Тележка, пущенная обратно по своему пути на салфетке, испытает «преломление» на границе, но уже в обратную сторону и двинется по столешнице, повторяя первоначальный путь. В оптике это явление называется законом обратимости световых лучей.

Вернёмся к линзе. Её поверхность криволинейна, поэтому все лучи, падающие на неё, за исключением попадающего в самый центр, преломляются. Центральный луч проходит линзу насквозь либо совсем без преломления, либо преломляясь дважды и лишь слегка смещаясь в пространстве. Форма линзы подобрана так, что параллельные лучи, пройдя сквозь неё, сходятся в одной точке, называемой фокусом (в переводе с латыни focus — очаг, огонь: солнечные лучи, собранные линзой, действительно способны не только зажечь пламя, но и расплавить металл). А лучи, отражённые от какого-нибудь предмета, сходятся в фокальной плоскости (на ней лежит точка фокуса), создавая его изображение.

Теперь мы со знанием дела можем нарисовать ход лучей в линзе для разных случаев (рис. 4). Нарисуем прямую, проходящую через центр линзы, — её оптическую ось. Отложим на ней справа и слева от линзы две точки фокуса и две точки на двойном расстоянии от линзы (они нам тоже пригодятся). Посмотрим, как пойдут через линзу лучи, отражённые от предмета, который станем помещать на разных расстояниях от неё (рис. 4а).

Из бесчисленного множества световых лучей, отражённых от предмета, нам понадобятся только два, исходящих из одной его точки. Один луч пустим через центр линзы — он пройдёт насквозь, не преломившись (небольшим смещением луча пренебрежём). Вторым будет луч, идущий параллельно оптической оси лупы. После преломления он попадёт в точку фокуса. Их пересечение даст одну точку изображения. Таким же способом можно получить все остальные точки, построив изображение целиком.

Проведём два эксперимента.

1. Предмет поместим на расстоянии, немного большем фокусного. Построив ход упомянутых лучей, мы увидим, что все они пересеклись за линзой, создав увеличенное и перевёрнутое изображение предмета за двойным фокусным расстоянием. Начнём отодвигать предмет. Его изображение станет уменьшаться и приближаться к линзе (рис. 4а).

Изображение предмета, находящегося на двойном фокусном расстоянии от линзы, возникнет на таком же расстоянии за ней и будет иметь такой же размер (рис. 4б).

Чем дальше находится предмет, тем меньше его изображение, тем ближе оно к фокальной плоскости, а начиная с определённого расстояния, своего для каждой линзы, которое считается бесконечным, лежит уже точно на ней (рис.

4в).

Все эти изображения вполне реальные, они называются действительными, их можно спроецировать на бумагу и обвести карандашом, зафиксировать на фотоплёнке или на матрице цифровой видео-техники. Линзы, которые применяют для получения действительных изображений, служат объективами фотоаппаратов, видеокамер и других оптических приборов. Но используют их не поодиночке, а собирая в группы, конструируя сложные оптические системы, дающие изображения высокого качества.

Если же предмет поместить на расстоянии, равном фокусному, никакого изображения не получится: лучи после преломления станут параллельными. Зато светящаяся точка в фокусе линзы (рис. 4г) согласно закону обратимости даст параллельный пучок лучей, как это и происходит в различных прожекторах и фонарях.

2. Предмет помещён между линзой и точкой её фокуса. В этом случае линза работает как лупа, первый научный ин-струмент, много веков назад вооруживший глаз исследователя.

Рассмотрим ход лучей в лупе, проделав те же построения, что и раньше (рис. 4д).

И тут нас подстерегает неожиданность: лучи не пересекаются, а расходятся, и никакого изображения на нашем построении не получается! Однако мы его видим. Почему? Именно потому, что мы его видим.

Человеческий глаз устроен таким образом, что расходящиеся лучи он воспринимает как лучи, выходящие из одной точки. И, продлив линии построения на чертеже до их пересечения, мы получим точку кажущегося (мнимого) изображения. Его на самом деле не существует, оно — плод зрительной иллюзии и нашего воображения. Но это изображение сильно увеличено по сравнению с предметом, на нём видны мелкие детали, незаметные простым глазом.

На оправе лупы обычно отмечают её увеличение, например 7×, 10× или 7×, 15×, что означает: лупа увеличивает в 7, 10 или 15 раз, то есть во столько раз она как бы приближает предмет к глазу. Человек с хорошим зрением различает мелкие детали лучше всего в 25см от глаз (это расстояние наилучшего зрения). А лупа, «приближая» предмет до расстояния нескольких сантиметров, позволяет увидеть детали ещё более мелкие.

Фокусное расстояние лупы f равно расстоянию наилучшего зрения, делённому на её увеличение N: f = 25/Nсм. И, если предмет поместить в фокус лупы, глаз увидит его на бесконечности.

Линзы бывают не только сферические. В сложных оптических приборах ставят линзы с поверхностью в форме параболоида, эллипсоида и других, не менее сложных форм. Широко применяются и цилиндрические линзы.

Стандартный кинокадр на плёнке имеет формат 18 × 24 мм. Этот кадр проецируется на экран с соотношением сторон 1 × 1,5. Но лет пятьдесят назад возникло широкоэкранное кино, где применялся экран с соотношением сторон приблизительно 1 × 3. Чтобы уместить такой широкий кадр на узкой плёнке, при съёмке фильмов применили цилиндрические линзы (их называют анаморфотными, то есть изменяющими форму). Такие линзы сжимают изображение по горизонтали, оставляя вертикальные размеры без изменения. Люди на этих кадрах выглядят сильно вытянутыми и очень худыми (напоминают куклу Барби). Проецируется фильм тоже через цилиндрическую линзу, которая растягивает горизонтальные размеры изображения, придавая ему нормальный вид.

Чтобы слабовидящие люди могли читать мелкий текст, была придумана цилиндрическая лупа — стеклянная палочка диаметром сантиметра полтора, которую катили по строчкам на странице, увеличивая размер букв в строке.

Лупа, впервые упомянутая чуть менее двух тысяч лет тому назад, до сих пор остаётся одним из самых востребованных инструментов и в науке и в жизни. Геологи, ботаники, энтомологи и другие исследователи носят с собой складные лупы. Исследователи в лаборатории применяют так называемые препаровальные штативные лупы. Хирурги, рассматривая операционное поле, и монтажники электронных устройств применяют бинокулярные лупы для обоих глаз. Лупа может менять форму и назначение, превращаясь в объектив, бинокль, очки, пенсне, лорнет, микроскоп и другие не менее полезные устройства, но, судя по всему, останется навсегда.

Приложения, настройки и функции, которые можно использовать из приложения «Пункт управления»

«Пункт управления» служит для быстрого доступа к приложениям, функциям и настройкам на iPhone, iPad и iPod touch.

Настройка функций в приложении «Пункт управления» несколькими касаниями

Если эти приложения, функции и настройки не отображаются в приложении «Пункт управления», возможно, необходимо добавить элемент управления и изменить настройки приложения «Пункт управления». После изменения настроек доступ будет возможен всего несколькими касаниями.

Будильник: настраивайте будильник, чтобы просыпаться вовремя, или корректируйте настройки фокусирования «Сон».

Калькулятор*: производите быстрые числовые расчеты или поверните устройство, чтобы использовать калькулятор для научных расчетов с расширенными функциями.

Сканер кодов: используйте встроенную камеру устройства для сканирования QR-кодов, чтобы быстро переходить на нужные веб-сайты.

Темный режим: используйте темный режим для работы в условиях низкой освещенности.

Не беспокоить: нажмите «Фокусирование», затем нажмите «Не беспокоить», чтобы отключить уведомления на час или до конца дня. Можно также включить его исключительно на время мероприятия или пребывания в определенном месте. Когда мероприятие завершится или вы покинете это место, режим автоматически выключится.

За рулем:^* включите режим фокусирования «За рулем», чтобы отключить сигналы звонков, сообщений и уведомлений.

Гид-доступ: гид-доступ позволяет ограничить использование устройства одним приложением, а также предоставлять или запрещать доступ к его функциям.

Яркость клавиатуры: смахните вверх или вниз, чтобы настроить яркость клавиатуры Magic Keyboard.

Режим энергосбережения:^* включайте на iPhone режим энергосбережения при низком заряде аккумулятора или на то время, когда у вас нет доступа к электросети.

Лупа: включите на iPhone режим лупы, чтобы приблизить расположенные рядом объекты.

Распознавание музыки: с помощью одного касания узнавайте, какую композицию вы слушаете. А затем просматривайте результаты в верхней части экрана.

Личное: включайте фокусирование «Личное» и настраивайте список приложений и людей, уведомления от которых вам хотелось бы получать в личное время.

Короткая заметка: записывайте информацию на устройстве поверх любого приложения или экрана.

Бесшумный режим:^* быстро отключите звуковые сигналы для оповещений и уведомлений.

Сон: включайте фокусирование «Сон» и настраивайте список приложений и людей, уведомления от которых вам хотелось бы получать во время сна или подготовки ко сну.

Постановщик: организуйте приложения и окна, чтобы быстро и легко переключаться между задачами на iPad.

Секундомер: определяйте длительность событий и отслеживайте время кругов.

Размер текста: увеличивайте или уменьшайте размер текста на экране устройства, перетаскивая ползунок вверх или вниз.

Диктофон: создавайте голосовые записи с помощью встроенного микрофона устройства.

Работа: включайте фокусирование «Работа» и настраивайте список приложений и людей, уведомления от которых вам хотелось бы получать в процессе работы.

* Приложение «Калькулятор» доступно только на iPhone и iPod touch. Фокусирование «Вождение» и режим энергосбережения доступны только на iPhone. Бесшумный режим можно включить только на iPad и iPod touch.

Нажмите и удерживайте для дополнительного контроля

Чтобы просмотреть другие элементы управления, нажмите и удерживайте следующие приложения и настройки.

Команды Универсального доступа: быстро включайте функции универсального доступа, например AssistiveTouch, «Виртуальный контроллер», VoiceOver и т. д.

Объявлять уведомления: если вы используете наушники AirPods или совместимые наушники Beats, Siri может уведомлять о входящих сообщениях.

Apple TV Remote: управляйте Apple TV 4K или Apple TV HD с помощью iPhone, iPad или iPod touch.

Яркость: регулируйте уровень яркости дисплея, перетаскивая элемент управления вверх или вниз.

Камера: быстро снимайте фотографии и селфи, а также записывайте видео.

Фонарик: используйте светодиодную вспышку камеры в качестве фонарика. Чтобы отрегулировать яркость фонарика, нажмите и удерживайте его значок.

Слух: создавайте и разрывайте пару между iPhone, iPad или iPod touch и слуховыми аппаратами. Таким образом можно быстро получить доступ к слуховым аппаратам или использовать функцию «Live-прослушивание» на наушниках AirPods.

Дом: при настройке аксессуаров в приложении «Дом» можно управлять избранными домашними устройствами и сценариями.

Night Shift: включите функцию Night Shift в карточке элемента управления яркостью, чтобы в ночное время цвета дисплея смещались к более теплому краю спектра.

Управление шумом: эта функция идентифицирует внешние звуки и блокирует шум в наушниках AirPods Pro или AirPods Pro Max. Прозрачный режим позволяет слышать, что происходит вокруг.

Заметки: быстро записывайте идеи, создавайте контрольные списки или зарисовки и т. д.

Повтор экрана: выполняйте беспроводную потоковую передачу музыки, фотографий и видеозаписей на Apple TV и другие устройства с поддержкой AirPlay.

Запись экрана: нажмите, чтобы записать изображение с экрана, или, нажав и удерживая значок «Запись экрана», нажмите значок «Звук микрофона» для параллельной записи звука на микрофон устройства.

Распознавание звуков: устройство iPhone распознает определенные звуки и оповещает об их обнаружении. Примеры: сирены, пожарная сигнализация, дверные звонки и многое другое.

Пространственное звучание: эта функция обеспечивает динамическое прослушивание при использовании наушников AirPods Pro или AirPods Pro Max. Функция «Пространственное звучание» изменяет воспроизводимые звуки так, чтобы казалось, будто они поступают со стороны вашего устройства, даже если вы его перемещаете или двигаете головой.

Таймер: настройте временной интервал, перетаскивая ползунок вверх или вниз, и запускайте таймер кнопкой «Старт».

True Tone: включите функцию True Tone на карточке элемента управления яркостью, чтобы цвета дисплея и интенсивность его подсветки регулировались автоматически с учетом уровня освещенности окружающей среды.

Громкость: регулируйте громкость воспроизведения звука перетаскиванием элемента управления вверх или вниз.

Wallet: получите быстрый доступ к картам для Apple Pay или посадочным талонам, билетам в кино и многому другому.

Не следует полагаться на функцию «Распознавание звуков» в ситуациях, когда вы можете получить травму, в чрезвычайных ситуациях и для навигации.

Увеличительное стекло Определение и значение

• Основные определения
• Тест
• Связанный контент
• Примеры
• Британский

Показывает уровень оценки в зависимости от сложности слова.

Сохрани это слово!

См. синонимы слова «увеличительное стекло» на Thesaurus.com

Показывает уровень оценки в зависимости от сложности слова.

---

сущ.

линза, дающая увеличенное изображение предмета.

ТЕСТ

МОЖЕТЕ ЛИ ВЫ ОТВЕЧАТЬ НА ЭТИ ОБЫЧНЫЕ ГРАММАТИЧЕСКИЕ СПОРЫ?

Есть грамматические дебаты, которые никогда не умирают; и те, которые выделены в вопросах этой викторины, наверняка снова всех разозлят. Знаете ли вы, как отвечать на вопросы, которые вызывают самые ожесточенные споры по грамматике?

Вопрос 1 из 7

Какое предложение верно?

Сравните ручной объектив.

Происхождение увеличительного стекла

Впервые записано в 1655–1665 гг.

Слова рядом увеличительное стекло

великолепие, великолепное, великолепие, лупа, увеличить, увеличительное стекло, великолепие, магнисонант, Магнитогорск, величина, магнолия

Dictionary.com Unabridged На основе Random House Unabridged Dictionary, © Random House, Inc. 2023

Слова, связанные с увеличительным стеклом

очки, ручное стекло, ручная линза, линза, лупа, простой микроскоп

Как использовать увеличительное стекло в предложении

• Эффект подобен просмотру через увеличительное стекло.

  Самая подробная карта темной материи нашей Вселенной странно гладкая|Нил В. Патель|28 мая 2021 г.|MIT Technology Review

• что было поставлено на эту проблему неравного доступа», — добавила она в интервью.

  Палата представителей, Сенат Демократы обнародовали законопроект на сумму 94 миллиарда долларов для улучшения доступа в Интернет|Тони Ромм|11 марта 2021 г.|Washington Post

• Кроме того, команда магазина обновила функцию поиска, чтобы она стала более заметной на сайте и на мобильной странице, добавив значок увеличительного стекла.

  «Превратите читателей в покупателей»: путь компании Complex Shop к предотвращению оставления корзины|Кейли Барбер|26 января 2021 г.|Digiday

• Если бы изменение климата было увеличительным стеклом, то вирус был бы «ракетой с тепловым наведением», Флауэрс сказал, сосредотачиваясь на самых уязвимых членах общества.

  Борьба с «грязным секретом» Америки|Сара Каплан|17 декабря 2020 г. |Washington Post

• «Изменение климата — это как увеличительное стекло для всего», — сказал Флауэрс.

  Борьба с «грязным секретом» Америки|Сара Каплан|17 декабря 2020 г.|Washington Post

• Он держит их на животе и смотрит на них через увеличительное стекло, изучая возможные пути отступления.

  Альфред Хичкок «Угасание в темноте: последние дни великого режиссера»|Дэвид Фриман|13 декабря 2014 г.|DAILY BEAST

• Таким образом, увеличительное стекло заглядывает в будущее, когда Сэмберг дебютирует в качестве звезды нового Fox комедия Бруклин девять-девять.

  Энди Сэмберг и Lonely Island переходят из шоу «Субботним вечером в прямом эфире»|Кевин Фэллон|11 июня 2013 г.|DAILY BEAST

• П: Видите вверху справа овал с увеличительным стеклом?

  Как мы стали ИТ наших родителей?|Дэвид Фрум|22 ноября 2012 г.|DAILY BEAST

• Потерпите, и мы увеличим их щедрость, включая их недавний табель успеваемости от CharityWatch .

  Любители домашних животных: HSUS не для вас|Джастин Грин|18 октября 2012 г.|DAILY BEAST

• Эти инструменты были очень простыми, так как увеличительное стекло еще не было изобретено, и телескоп был невозможен.

  Очерки истории Земли|Натаниэль Саутгейт Шалер

• Время от времени дядя Уилл поднимал камень и осматривал его через увеличительное стекло на наличие следов драгоценных металлов.

  В поисках золота на тропе Далтона|Артур Р. Томпсон

• Разновидность crista имеет гребни эпидермиса, заостренные в точки, и выглядит красиво, если смотреть через увеличительное стекло.

  Наши британские улитки | John William Horsley

• Только с помощью увеличительного стекла можно различить волнистость, вызванную вибрацией иглы.

  Герои Телеграфа|Дж. Мунро

• Он резко остановился, втянул воздух с любопытным задыхающимся звуком и с нетерпением нащупал свое увеличительное стекло.

  Загадка таинственного света|Мэри Э. Хэншью

Определения слова «увеличительное стекло» в Британском словаре

увеличительное стекло

лупа

---

сущ.

выпуклая линза, используемая для получения увеличенного изображения объекта

Collins English Dictionary — Complete & Unabridged 2012 Digital Edition © William Collins Sons & Co. Ltd., 1979, 1986 © HarperCollins Publishers 1998, 2000, 2003, 2005, 2006, 2007, 2009, 2012

Самый быстрый словарь в мире | Vocabulary.com

ПЕРЕЙТИ К СОДЕРЖАНИЮ

0. Световой микроскоп с увеличительным стеклом, состоящий из одной выпуклой линзы, которая используется для получения увеличенного изображения

1. бессмысленный, не имеющий значения, направления или цели

2. 22″>

   стакан для питья емкость для хранения жидкостей во время питья

3. зеркало зеркало; обычно женское туалетное зеркало

4. Стекло Тиффани разновидность опалесцирующего цветного стекла, которое использовалось в начале 1900-х годов для изготовления витражей и ламп

5. рабочий класс социальный класс, состоящий из тех, кто занимается физическим трудом или работает по найму

6. убедительность Сила аргумента или доказательства, вызывающая убеждение

7. великолепно очень хорошо

8. рабочий класс, работающий за почасовую оплату вместо фиксированной

9. 37″>

   панель из листового стекла, вырезанная по форме для окон или дверей

10. Изделия из венецианского стекла, изготовленные недалеко от Венеции

11. правящий класс класс людей, обладающих властью или властью

12. оконное стекло листовое стекло, вырезанное по форме для окон или дверей

13. обычный в соответствии с принятыми обычаями и приличиями

14. значительный богатый смысл

15. молочное стекло молочно-белое полупрозрачное или непрозрачное стекло