Просмотр кода страницы Лупа

{{значения|Лупа (значения)}}
[[Файл:Lupa.na.encyklopedii.jpg|thumb|right|150px|{{center|Обычная ручная лупа}}]]
[[Файл:Magnifying glass with focus on paper.png|thumb|right|150px|{{center|Изображение, видимое через линзу лупы}}]]
[[Файл:Третья рука.jpg|thumb|200px|Паяльное приспособление «Третья рука» имеет лупу для увеличения и наблюдения места [[Пайка|пайки]]]]
[[File:Ulrichsberg Heimathaus - Flachglas.jpg|мини|Старинное прямоугольное увеличительное стекло]]
'''Лу́па (увеличительное стекло)''' — [[оптическая система]], состоящая из одной и более [[Линза|линз]] и предназначенная для увеличения и наблюдения мелких предметов, расположенных на конечном расстоянии. Используется во многих областях человеческой деятельности, в том числе в [[биология|биологии]] и [[Энтомология|энтомологии]], [[медицина|медицине]], [[археология|археологии]], [[банк]]овском и [[ювелир]]ном деле, [[криминалистика|криминалистике]], при ремонте [[часы|часов]], прочих маленьких механизмов и [[электроника|радиоэлектронной]] техники, а также в [[филателия|филателии]], [[нумизматика|нумизматике]] и [[бонистика|бонистике]].

== Параметры ==
Основными параметрами лупы являются диаметр лупы и фокусное расстояние. Обычно применяются лупы с фокусным расстоянием ~2—20 [[см]]. Иногда вместо фокусного расстояния используется [[оптическая сила]], выраженная в [[диоптрия]]х.{{нет источников в разделе|дата=2010-03-01}}

== Способы использования ==

=== Традиционный (прямой) ===
[[Файл:Glass direct far.svg|thumb|250px|Прямой способ наблюдения в лупу на расстоянии]]
[[Файл:Увеличительное стекло.webm|thumb|Видеоурок: увеличительное стекло]]
Наблюдаемый предмет помещают от лупы на расстоянии немного меньшем её [[фокусное расстояние|фокусного расстояния]]. В этих условиях лупа даёт прямое увеличенное и мнимое изображение предмета. Лучи от изображения попадают в глаз под углом большим, чем лучи от самого предмета. Этим и объясняется увеличивающее действие лупы.

[[Файл:Glass direct near.svg|thumb|180px|Прямой способ наблюдения в лупу вблизи]]
Для увеличения поля зрения рекомендуется держать глаз не на расстоянии, а непосредственно вблизи лупы (разумеется, не загораживая освещение). Вопреки распространённому мнению, коэффициент увеличения лупы при этом не меняется (и даже увеличивается<!-- так меняется или не меняется? --> за счёт более полного использования напряжения хрусталика) — психофизиологический эффект кажущегося бо́льшим увеличением при наблюдении с расстояния возникает из-за зрительного контраста между неувеличенными (наблюдаемого за границами лупы) и увеличенными лупой частями объекта.

Увеличение при традиционном способе использования лупы равно:
: <math>\Gamma_{d} = {{d}\over{F}}</math> (при рассматривании издалека)
: <math>\Gamma_{d} = {{F+d}\over{F}} = {{d}\over{F}} + 1</math> (при рассматривании вплотную к лупе)
где <math>F</math> — фокусное расстояние лупы, <math>d</math> — расстояние наилучшего зрения (для взрослого человека от 18 до 50 лет около 25 см)<ref>''Хендель А.'' [http://www.reprint1.narod.ru/ Основные законы физики.] {{Wayback|url=http://www.reprint1.narod.ru/ |date=20100201022703 }} — {{М.}}: Физматгиз, 1959. — 284 с.{{v|2|3|2010}}</ref><ref>{{cw|url=http://vocabulary.ru/dictionary/896/word/rastojanie-nailuchshego-zrenija|title=Расстояние наилучшего зрения на vocabulary.ru|accessdate=2015-01-21|archiveurl=https://web.archive.org/web/20150121153158/http://vocabulary.ru/dictionary/896/word/rastojanie-nailuchshego-zrenija|archivedate=2015-01-21|deadlink=yes}}</ref><ref>{{Cite web |url=https://tehnar.net.ua/rasstoyanie-nailuchshego-zreniya-opticheskie-defektyi-glaza/ |title=Расстояние наилучшего зрения. Оптические дефекты глаза |access-date=2020-10-13 |archive-date=2020-10-18 |archive-url=https://web.archive.org/web/20201018011618/https://tehnar.net.ua/rasstoyanie-nailuchshego-zreniya-opticheskie-defektyi-glaza/ |deadlink=no }}</ref>.
{{Hider
  |hidden = 1
  |title = Вывод
  |frame-style = border: 1px solid gray;clear:right;
  |title-style = color: black; background-color: lavender; font-weight: bold; 
  |content-style = color: black; background-color: ghostwhite; text-align: left;
  |content = 
<big>'''При рассматривании издалека'''</big>

Угол, под которым объект размером ''l'' виден с расстояния наилучшего зрения, равен:
:<math>\alpha \approx \operatorname{tg}\,\alpha = {l \over d}</math>

Максимальное увеличение достигается тогда, когда мнимое изображение объекта уходит в бесконечность. При этом объект наблюдается под углом:
:<math>\beta \approx \operatorname{tg}\,\beta = {l \over F}</math>

Отсюда коэффициент увеличения:
:<math>\Gamma_d = {\beta \over \alpha} = {{l/F} \over {l/d}} = {d \over F}</math>

<big>'''При рассматривании вплотную к лупе'''</big>

При таком наблюдении оптические силы [[Аккомодация (биология)|аккомодированного]] хрусталика и лупы складываются:
:<math>D_{\Sigma} = D_1 + D_2 = {1 \over d} + {1 \over F}</math>

Объект будет наблюдаться под углом:
:<math>\beta \approx \operatorname{tg}\,\beta = D_{\Sigma}l = l({1 \over d} + {1 \over F})</math>

Отсюда коэффициент увеличения:
:<math>\Gamma_d = {\beta \over \alpha} = {l({{1/d} + {1/F}}) \over {l/d}} = {{F+d} \over F}</math>
}}

=== Обратный ===
[[Файл:Glass reverse.svg|thumb|250px|{{center|Обратный способ использования лупы}}]]
Большее увеличение (правда, за счёт существенного сокращения поля зрения) можно получить, рассматривая не мнимое, а действительное изображение, формируемое перед глазом на расстоянии наилучшего зрения лупой, удерживаемой в вытянутой руке. При этом изображение видно перевёрнутым, а ход лучей напоминает таковой в [[микроскоп]]е с аккомодированным хрусталиком глаза в роли окуляра. Для такого способа использования лупа должна обладать хорошим оптическим качеством, иначе изображение будет иметь сильные [[Аберрации оптических систем|искажения]]. Этим способом трудно пользоваться [[Дальнозоркость|дальнозорким]], а также страдающим [[Пресбиопия|пресбиопией]], но хорошо подходит [[близорукость|близоруким]].

Увеличение при обратном способе использования лупы равно:
: <math>\Gamma_{r} = {{L - F - d}\over{F}}</math>
где <math>F</math> — фокусное расстояние лупы, <math>d</math> — расстояние наилучшего зрения, <math>L</math> — расстояние, на котором держат лупу.

Обратное использование лупы будет эффективно только при условии
: <math>\Gamma_{r} > \Gamma_{d} \Rightarrow F < {L \over 2} - d</math>, что при L = 70 см и d = 25 см даёт F &lt; 10 см.{{нет источников в разделе|дата=2010-03-01}}
{{Hider
  |hidden = 1
  |title = Вывод
  |frame-style = border: 1px solid gray;clear:right;
  |title-style = color: black; background-color: lavender; font-weight: bold; 
  |content-style = color: black; background-color: ghostwhite; text-align: left;
  |content = 
<big>'''Коэффициент увеличения'''</big>

Угол, под которым объект размером ''l'' виден с расстояния наилучшего зрения, равен:
:<math>\alpha \approx \operatorname{tg}\,\alpha = {l \over d}</math>

Действительное изображение находится на расстоянии <math>d</math> от глаза и, соответственно, на расстоянии <math>L - d</math> от лупы.

Для достижения такого расстояния сам объект следует поместить за линзой на расстоянии <math>x</math>, которое можно вычислить из формулы плоской линзы:
:<math>{1 \over f_1} + {1 \over f_2} = {1 \over F}</math>

:<math>{1 \over x} + {1 \over {L-d}} = {1 \over F}</math>

:<math>{1 \over x} = {1 \over F} - {1 \over {L-d}}</math>

:<math>x = {1 \over {1/F - 1/(L-d)}} = {{F(L-d)} \over {L-F-d}}</math>

Размер изображения пропорционален отношению расстояний от линзы до предмета и до изображения:
:<math>{l' \over l} =  {f_2 \over f_1} = {L-d \over x} = {L-d \over ({F(L-d) \over L-F-d})} = {L-F-d \over F}</math>

:<math>l' = l{L-F-d \over F}</math>

Отсюда легко вычислить угол, под которым наблюдается изображение предмета:
:<math>\beta \approx \operatorname{tg}\,\beta = {l' \over d} = {L-F-d \over F}{l \over d}</math>

Искомое увеличение:
:<math>\Gamma_r = {\beta \over \alpha} = {((L-F-d)/F)(l/d) \over {l/d}} = {L-F-d \over F}</math>

<big>'''Критерий эффективности'''</big>

:<math>\Gamma_r > \Gamma_d</math>

:<math>{L-F-d \over F} > {F+d \over F}</math>

:<math>L > 2F+2d</math>

:<math>F < {L \over 2} - d</math>

}}

== Маркировка луп ==
Лупы маркируются по коэффициенту увеличения, считаемому по формуле прямого способа при рассматривании вплотную, так, маркировка, умноженная на фокусное расстояние, соответствует F = 25 см. Типичные параметры луп приведены в таблице:<ref>{{cw|url=http://www.school.mipt.ru/|title=ЗФТШ|publisher=www.school.mipt.ru|accessdate=2020-02-10|archive-date=2020-02-08|archive-url=https://web.archive.org/web/20200208081156/http://www.school.mipt.ru/|deadlink=no}}</ref>{{нет источников в разделе|дата=2010-03-01}}
{| class="wikitable"
|-
! Маркировка
! Фокусное расстояние, см
! Оптическая сила, дптр
! {{abbr|Коэфф. ув.|Коэффициент увеличения|0}} при рассматривании издалека
! {{abbr|Коэфф. ув.|Коэффициент увеличения|0}} при рассматривании вблизи
! {{abbr|Коэфф. ув.|Коэффициент увеличения|0}} при обратном использовании
! {{abbr|Коэфф. ув.|Коэффициент увеличения|0}} при обратном использовании (d = 20 см)
|-
| 1х
| 25
| 4
| 1
| 2
| 0,8
| 1
|-
| 1.5х
| 16,67
| 6
| 1,5
| 2,5
| 1,7
| 2
|-
| 2х
| 12,5
| 8
| 2
| 3
| 2,6
| 3
|-
| 3х
| 8,33
| 12
| 3
| 4
| 4,4
| 5
|-
| 4х
| 6,25
| 16
| 4
| 5
| 6,2
| 7
|-
| 6х
| 4,17
| 24
| 6
| 7
| 9,8
| 11
|-
| 6.5х
| 3,85
| 26
| 6,5
| 7,5
| 10,7
| 12
|-
| 9х
| 2,78
| 36
| 9
| 10
| 15,2
| 17
|-
| 11х
| 2,27
| 44
| 11
| 12
| 18,8
| 21
|-
|}

== Классификация ==
Существует [[Межгосударственный стандарт]] [[СССР]] «ГОСТ 25706-83. Лупы. Типы, основные параметры. Общие технические требования» (1983)<ref>ГОСТ 25706-83. [http://protect.gost.ru/document.aspx?control=7&id=146029 Лупы. Типы, основные параметры. Общие технические требования.] {{Wayback|url=http://protect.gost.ru/document.aspx?control=7&id=146029 |date=20120523132640 }} — Взамен ГОСТ 7594-75; введ. 1984—01—01. — {{М.}}: Изд-во стандартов, 2003. — 3 с.{{v|22|6|2009}}</ref>, который был принят в 1984 году и продолжает действовать на территории [[Россия|России]]. Согласно этому ГОСТу, различают в зависимости от значения основных параметров лупы:
* ''малого'',
* ''среднего'' и
* ''большого увеличения'';
в зависимости от назначения:
* ''просмотровую'',
* ''[[Измерительный прибор|измерительную]]'',
* ''[[зерно]]вую'',
* ''[[часы|часовую]]'',
* ''[[текстиль]]ную'',
* лупу ''для просмотра [[кадр]]а'' и
* лупу ''сквозной наводки'' сопряженного [[Видоискатель|визира]] [[Киносъёмочный аппарат|киносъемочного аппарата]].

Штативная лупа состоит из окуляра, предметного столика, винтов и зеркала.

== В филателии ==
Лупа широко применяется [[филателист]]ами. Для разглядывания мелких деталей рисунка достаточно 3—4-кратной лупы. Для определения способов печати, форм [[Растр (полиграфия)|растра]] необходима 10—12-кратная лупа ([[текстиль]]ная). В основном, филателисты предпочитают складные лупы. Некоторые пользуются [[Бинокулярное зрение|бинокулярными]] [[хирургия|хирургическими]] лупами, которые вмонтированы в закрепляемый на голове козырёк, что освобождает руки [[коллекционер]]а<ref>''Левитас Й. Я., Басюк В. М.'' Робота над філателістичною колекцією // Все про марки / Й. Я. Левитас, В. М. Басюк. — {{К.}}: Реклама, 1975. — С. 148. — 238 с. — {{nts|30000}} экз.{{ref-uk}}</ref>.
{| align="center" class="standard" border=2
| [[Файл:Magnifying glass2.jpg|235px]]
| [[Файл:Magnifying glass and Stamp tong.jpg|210px]]
|-
|colspan="2" align="center"| [[Филателия|Филателистические]] лупа и [[пинцет]]
|}

== Использование не по прямому назначению ==
Лупа фокусирует световые лучи сильного источника (например, [[Солнце|Солнца]]) на небольшой площади, что может быть использовано в [[выживание|экстремальной ситуации]] для:
* добычи огня (для этого нужно собрать свет в [[Каустика|каустику]] на поверхности [[Бумага|бумаги]] или [[Трут|трута]]);
* выжигания текстов или рисунков на древесине (также, происходит за счёт образования и перемещения каустики);
* прижигания ран;
* скрепления пластиковых поверхностей путём расплавления;
* использование в качестве концентратора для маленького [[Двигатель Стирлинга|двигателя Стирлинга]] со специально зачернённым цилиндром (в данном случае уже не требуется каустика (даже нежелательна, поскольку она может проплавить металл цилиндра), нужно собрать свет равномерно по площади торца цилиндра.

== См. также ==
* [[Диаскоп]]
* [[Линза]]

== Примечания ==
{{примечания}}

== Литература ==
* {{Книга:Товарный словарь|Лупа|5|147—151}}
* {{Книга:Филателистический словарь|статья=Лупа|ссылка=http://www.fmus.ru/article02/FS/L.html}}

== Ссылки ==
{{Родственные проекты
|Викисловарь  = лупа
}}
* {{cw|author=Baadke M.|date=2000-05-29|url=http://www.linns.com/howto/refresher/accessories_20000529/refreshercourse.aspx|title=Even stamp collectors need the right tools. Magnifying glasses|work=Refresher Course|publisher=[[Linn's Stamp News]]|accessdate=2009-06-22|lang=en|archiveurl=https://www.webcitation.org/65KFjPh4b?url=http://www.linns.com/howto/refresher/accessories_20000529/refreshercourse.aspx|archivedate=2012-02-09|deadlink=yes}}
* {{cw|author=Klug J.|date=2009-01-26|url=http://www.linns.com/howto/refresher/20090126/refreshercourse.aspx|title=A closer look: magnifiers are indispensable tools for collectors|work=Refresher Course|publisher=Linn's Stamp News|accessdate=2009-06-22|lang=en|archiveurl=https://www.webcitation.org/65KFkNhNd?url=http://www.linns.com/howto/refresher/20090126/refreshercourse.aspx|archivedate=2012-02-09|deadlink=yes}}
* {{cw|url=http://www.diamondinfo.ru/q18/|title=Как пользоваться лупой|publisher=Драгоценные камни и металлы, а также изделия из оных; DiamondInfo|description=Статья по ювелирному делу|accessdate=2011-05-15|archiveurl=https://web.archive.org/web/20090214015226/http://diamondinfo.ru/q18/|archivedate=2009-02-14|deadlink=yes}}

{{Внешние ссылки}}
{{Филателия}}

[[Категория:Линзы]]
[[Категория:Филателистические термины]]