Как следует из названия, штативная лупа всегда устанавливается на штатив, в то время как ручную лупу исследователь держит в руках. Лупа надежно и прочно крепится к штативу, предотвращая соскальзывание и рывки, когда лупу держат в руке. Это позволяет получить более четкое и качественное изображение исследуемого объекта.
Оптические приборы.
Как мы знаем из предыдущей темы, для более точного видения объекта необходимо увеличить угол обзора. Тогда изображение объекта на сетчатке становится больше, что приводит к стимуляции большего количества нервных окончаний зрительного нерва; в мозг поступает больше зрительной информации, и мы можем увидеть больше деталей рассматриваемого объекта.
Почему угол зрения маленький? Есть две причины: 1) сам объект мал; 2) объект достаточно большой, но находится далеко.
Зрительные приспособления — это устройства, используемые для увеличения угла зрения. Увеличительные стекла и микроскопы используются для изучения мелких предметов. Телескопы (бинокли, подзорные трубы и т.д.) используются для изучения удаленных объектов.
Невооружённый глаз.
Мы начинаем с изучения мелких предметов невооруженным глазом. С этого момента глаз считается нормальным. Помните, что нормальный глаз при разрядке фокусирует параллельный пучок света на сетчатке, а наилучшее расстояние для просмотра для нормального глаза равно см.
Рассмотрим небольшой объект на наилучшем для глаза расстоянии просмотра (рис. 1). На сетчатке формируется перевернутое изображение предмета, но это изображение перевертывается второй раз в коре головного мозга, чтобы мы видели предмет нормально — не вверх ногами.
 |
| Рис. 1. Рассматривание мелкого предмета невооружённым глазом |
Из-за малого размера объекта угол зрения также мал. Помните, что малый угол (в радианах) почти неотличим от его тангенса: :
Если r — расстояние между центром зрения глаза и сетчаткой, то размер изображения на сетчатке равен :
Из (1) и (2) мы также получаем :
Поскольку диаметр глаза составляет около 2,5 см, из (3) следует, что при рассматривании небольшого объекта невооруженным глазом изображение объекта на сетчатке глаза примерно в десять раз меньше, чем сам объект.
Характеристика
Основные типы увеличительных стекол различают по количеству линз, в зависимости от их характеристик:
- из единственной линзы
- из нескольких линз
Устройство устанавливается на штатив, хотя часто встречаются модели с гибким штативом, что облегчает его использование. Штатив обеспечивает прочное и надежное крепление лупы, так что во время использования невозможно сдвинуть рассматриваемые объекты. Изображение, которое можно увидеть через лупу, отличается высоким качеством и четкостью.
Даже со штативом лупа остается компактной и простой в использовании и хорошо увеличивает предметы.
Типичная настольная лупа обеспечивает 10-25-кратное увеличение. Максимальное увеличение возможно, когда две лупы закреплены в рамке на основании штатива. Работать с этим типом максимально просто. Вам нужно только поднести лупу достаточно близко к исследуемому объекту, чтобы она оказалась в резком фокусе.
При использовании подвижного штатива объектив можно наклонять под разными углами, чтобы найти более удобное положение и расстояние до объекта. Ручку штатива можно регулировать по высоте.
Строение
Лупа состоит из нескольких простых частей. Линзы крепятся по бокам с помощью зажимов или склеиваются между собой. Эта конструкция обычно обрамлена пластиковой оправой. Затем основные части вставляются в штатив из пластика или металла. Лупа изготавливается из оптического стекла.
Конструкция лупы на штативе определяет фокус путем продольного смещения оправы внутри штатива с небольшими изменениями диоптрийных индексов. Часто основание штатива оснащено полочкой для мелких предметов, необходимых во время работы, и зеркалом. Исследуемый объект помещается в центр сцены и освещается зеркалом для лучшей видимости. Основные части крепятся к штативу с помощью винта.
Краткое руководство по выбору лупы
Многие люди хотят знать, как узнать коэффициент увеличения. Коэффициент увеличения — это важный параметр, который необходимо учитывать. Он указывается в технических характеристиках прибора. Чтобы сделать правильный выбор, необходимо также знать, какие бывают лупы по степени увеличения. Это следует учитывать при выборе:
- назначение лупы и условия использования;
- тип изделия;
- фокусное расстояние лупы;
- угловое увеличение линзы;
- особенности конструкции и материал изготовления.
Все эти моменты важно учитывать.
Устройство микроскопа
Микроскоп (от греч. micros — маленький, scope — смотреть) — это сложное устройство, используемое для получения увеличенного изображения очень маленьких объектов (рис. 2). Обычный световой микроскоп обеспечивает увеличение до 1500 раз. Электронные микроскопы дают гораздо большее увеличение.
Рис. 2 Световой микроскоп
Основным компонентом микроскопа является тубус с увеличительными линзами. В верхней части тубуса находится окуляр (ocularis), а в нижней — объектив (objectiveus). С обеих сторон тубуса имеются регулировочные винты.
Труба устанавливается на штатив. С помощью винта зрительную трубу можно поднять или опустить. Объективная пластина имеет небольшое отверстие в центре, под которым установлено вращающееся зеркало для улавливания света. Сильный пучок света проникает сквозь исследуемые объекты, поэтому такие микроскопы также называют световыми микроскопами. Чтобы узнать, насколько увеличено исследуемое изображение, перемножьте числа на объективе и окуляре. Например, если число на окуляре равно 15, а на объективе — 40, то 15 x 40 = 600, то есть объект увеличен в 600 раз.
Приготовление микропрепарата
Оборудование, необходимое для работы с микроскопом:
- предметное и покровное стекла,
- препаровальная игла,
- пипетка,
- вода.
Прежде чем работать с микроскопом, необходимо подготовить предметное стекло (рис. 3). Для этого возьмите предметное стекло, наберите на него пипеткой 1-2 капли воды и положите на него очищенную кожицу лука, распределив ее по капле воды. Накройте его крышкой, поместите на предметное стекло и исследуйте.
Рис. 3 Приготовление микроразведения луковой кожуры.
Под микроскопом можно увидеть вытянутые клетки, лежащие близко друг к другу. Хорошо видны клеточная мембрана, цитоплазма и ядро. Если вместо воды добавить каплю слабого водного раствора йода, ядро приобретает темно-коричневый цвет и становится более заметным под микроскопом.
Классификация
Существует три основных пункта классификации луп, которые уже сами по себе являются большим подспорьем при выборе лучшей лупы.
- Назначение. По этому признаку оптику делят на бытовую и профессиональную. В первом случае перед покупателем обычно стоит вопрос, как выбрать лупу для чтения или рукоделия (текстильную). Во втором речь об увеличительных стеклах:
- для косметолога;
- часовщика;
- нумизмата;
- ремонтника мелкой бытовой техники;
- ювелира;
- медика;
- криминалиста (дактилоскопические и криминалистические модели) и т. д.
- Конструкция. Здесь 4 основных класса: ручная оптика, складная модель, лупа-окуляры и оптика, выполненная на штативе или в форме настольной лампы. Лупа-очки, в свою очередь, делится на модели в виде, собственно, окуляров и налобные варианты. Какую выбрать лупу для нумизмата или косметолога? В первом случае оптимальной будет налобная модель или хорошая оптика в очковой оправе. Во втором – лампа или вариант на штативе (стационарный или на «прищепке» с гибким держателем).
- Применение. Оптика может быть стационарной и переносной. Здесь же – портативные карманные складные лупы.
Еще один важный вопрос, на который необходимо ответить перед выбором лупы, касается ее характеристик. Их (в основном) 6: увеличение, фокус и поле зрения, размер (диаметр), материал и характеристики.
Увеличение или кратность увеличения
Коэффициент увеличения показывает, насколько линза увеличивает изображение под ней (выбираете ли вы лупу для вышивания или оптику для кабинета врача). Он сильно варьируется — от 1,5 до 30 раз. В профессиональных моделях наряду с градусом указываются и диоптрии: чем они выше, тем больше оптическое увеличение объекта.
Как выбрать лупу по степени увеличения?
- Для бытовых целей (чтение, вязание, вышивание) обычно достаточно небольшого увеличения – от 1,5 до 5 раз.
- С профессиональными инструментами ситуация сложнее:
- ювелирам предстоит решить, какую налобную лупу выбрать с диапазоном доступных кратностей от 5 до 20 (1–2 устанавливаемых линзы и более);
- часовщикам требуются мощные стекла с 10–20-кратным увеличением (причем им, как и ювелирам, сразу стоит подумать о том, какие очки-лупа выбрать, потому что в их работе важны свободные руки);
- косметологи обычно ограничиваются увеличением в 5–15 раз;
- нумизматам и коллекционерам подойдут модели с кратностью от 10 и выше.
Выбирая лупу по увеличению, важно помнить, что увеличение напрямую влияет на другие важные характеристики — резкость и поле зрения. Первое относится к расстоянию лупы от рассматриваемого объекта: чем выше увеличение, тем ближе нужно подносить к линзе, например, монету. Второе относится к расстоянию линзы до глаза. Опять же, чем выше увеличение, тем ближе к глазам следует держать прибор.
Как выбрать лупу по размеру
Большинство луп имеют круглую, прямоугольную или квадратную форму. Соответствующий размер (площадь или диаметр) может быть разным. Какую лупу выбрать для монет, а какую для вышивки?
В первом случае важен не размер, а качество материала линз и производительность. Во втором случае размер имеет значение, поскольку для вышивания (и чтения) необходимо большее поле зрения. Однако есть важное уточнение: чем больше диаметр/размер линзы, тем меньше увеличение.
Резюмируем
Прежде чем выбрать лупу для рукоделия, чтения, коллекционирования или косметики, нужно решить, что именно вам нужно. Например, домашнее устройство может быть портативным или стационарным (а-ля лампа). Оптимальным для чтения и рассматривания считается вариант в форме смартфона (плоская модель в прямоугольном корпусе) с увеличением до 5. Для вышивки, вязания или другого рукоделия важны видимость, свет и свободные руки. Здесь лучше всего подходит лупа, реже — вариант с проектором.
Профессиональные устройства уже адаптированы к индивидуальным потребностям. Часовщики, ювелиры и ремонтники, работающие с микрочипами, обычно предпочитают очки или оптические проекторы. Последние хороши тем, что содержат не одну, а две или более линз.
