Lupp

Ögats virtuella bilder och Luppen
Denna simulering och övning skall ge dig:
  • känsla för hur en lupp eller ett förstoringsglas fungerar
  • vad en virtuell bild är
  • hur man beräknar förstoring

Du kan aktivera olika inställningar av appleten genom att klicka på de olika alternativen nedan. Du kan mäta (x,y) lägen i bilden med musen och vinklar genom att dra med musen. Arbeta dig stegvis ner genom texten och länkarna. Där finns även länkarna fri och fri(strål) som ger inställningar där du kan helt fritt "leka" med programmet.

OBS! När du aktiverar ett läge kommer även förklaringar/övningar under appleten.


Ställ in:
     Fall 1: Fall 1
     Fall 2: täckt | bilder | stråldiagram
     Fall 3:
täckt | bilder | stråldiagram
  Övning:
täckta övningsbilden
Lek med:
fri | fri(strål)

Fall 1:

Ögat kan inte skapa skarpa bilder av saker som kommer för nära. Det kan variera för olika människor, men man brukar säga att ögats närgräns är cirka 25 cm.

Det finns ett ansikte till vänster vid ögats närgräns som avbildas upp och ner och förminskat på näthinnan på baksidan av ögongloben. När en sådan bild hamnar på näthinnan, så vet vi genom erfarenheter av ögat+hjärnan+handen att den borde komma från ett objekt beläget på den plats som de divergenta strålarna verkar komma ifrån.

Fall 2:

Täckt: Här har vi täckt över större delen av bilden men man kan se att även i detta fall så kommer divergenta strålar mot ögat som fokuseras till en likadan bild på näthinnan som tolkas av hjärnan+ögat som ett lika stort, lika beläget objekt som i Fall 1.

Bilder: När vi tagit bort "täckelsen" så kan du se att ett mycket mindre objekt tillsammans med ett lämpligt förstoringsglas (även kallad "lupp") kommer att se lika stort ut som objektet i fall 1!

Stråldiagram: Här kan du se ett stråldiagram med 3 typiska strålar (en stråle i den riktning som definieras av linsens fokus och pilspetsen, en stråle från pilspetsen genom linsens centrum och en stråle från pilspetsen parallellt med den optiska axeln). I detta fall (när objektet är närmare linsen än dess fokus) så kan inte strålarna brytas ihop till en reel bild på höger sidan. Strålarna är fortfarande divergenta. Men ett öga (eller en kamera) "ser" att de verkar komma från den punkt där deras (streckade) förlängningar möts till vänster.
Förstoringen = höjden av virtuella bilden/höjden av objektet = 0,80 / 0,18 = 4,4

Fall 3:

Täckt: Detta är ett nytt fall men för ögat upplevs det lika som fall 1 och 2.

Bilder: Nu när linsen är bytt till en lins med kortare brännvidd (den bryter starkare). Nu kan objektet komma ännu närmare ögat och ändå fokuseras. Vi kan se att objektet är mindre trots att bilden är lika stor.

Stråldiagram: Här kan vi mäta storleken och bestämma förstoringen:
G = (virtuella bildens storlek)/(verkliga objektets storlek) =1.01/0.15 = 6,7
Vi finner att kortare brännvid möjliggör större förstoring. När det gäller förstoringsbestämning av optiska instrument som lupp, mikroskop och kikare där man har virtuella bilder som skapas i ögat så brukar man utgår från vinkelförstoringen som beskrivas längre ner.

Övning

1. Täckta övningsbilden: Gissa var ljuset kommer ifrån i denna täckta övningsbild! Försök ange koordinaterna för källan till ljuset som kommer in i ögat!

Tips 1 Du kommer inte att kunna ange dem speciellt noga, bara på ett ungefär.
Tips 2
Du kan antingen lägga en linjal längs strålarna för att se var de möts eller sikta längs dem på skärmen med en penna lagt på möjlig utgångspunkt.
Tips 3
Du kan få fram koordinaterna genom att föra musen över bilden. Kom ihåg att y under axeln är negativ.

Visa svaret

Ditt svar är helt OK om 0<x<0,5 och -0,95<y<-0,5. Det är DÄR ljuset verkar komma ifrån för ögat och DÄR som den (virtuella) bilden är. Ögat vet inte var objektet finns (lika lite som du när objektet var övertäckt). Kolla nu den avtäckta bilden: Avtäckt Stråldiagram


Hur ser luppar ut?
Sönderplockad juvelerarlupp En lupp är helt enkelt en positiv lins som man använder rätt nära båda objektet och ögat. Den brukar vara monterad på något sätt för att skydda luppen och underlätta dess användning. Dessa bilder visar den typ av lupp som juvelerare brukar använda. Man nyper fast luppen med ögonbrynen och får händerna fria. Person tittar genom lupp på en ring
Bild genom en luppHär är en annan typ av lupp. I bilden till vänster ser du hur ett mycket närbeläget föremål ses skarpt genom luppen, men suddigt utan. Luppen kan vikas in i ett skyddande plåthölje som även fungerar som handtag. Det finns många andra utformningar, till exempel förstoringsglas. Lupp som kan svängas in i plåt skydd
2005 Nationellt centrum för flexibelt lärande