OPTYKA

OPTYKA czyli nauka o świetle

ŹRÓDŁA ŚWIATŁA Źródłami światła są wszystkie ciała świecące światłem własnym. Najsilniejszymi źródłami światła docierającymi do Ziemi są gwiazdy. Źródłami są również inne ciała wysyłające światło w wyniku: Podgrzania do wysokiej temperatury (żarówka), Pobudzenia do świecenia cząsteczek gazów w silnym polu elektrycznym (neonówka), Pochłaniania promieniowania ultrafioletowego (luminofor), Reakcji chemicznych (płomień świecy).

Czym jest światło? W XVII wieku istniały dwie teorie na temat tego czym jest światło: 1. Isaac Newton uważał, że światło jest strumieniem korpuskuł (czyli poruszających się cząstek), 2. Christiaan Huygens twierdził, że jest to fala. Dziś wiemy, że światło ma dwoistą naturę. Możemy je uważać zarówno za: falę elektromagnetyczną strumień fotonów (cząstek będących kwantem energii promieniowania świetlnego). W przypadku światła mówimy, o dualizmie korpuskularno-falowym.

Światło jest falą elektromagnetyczną o długości od 400 nm do 800 nm Światło jest falą elektromagnetyczną o długości od 400 nm do 800 nm. Światło rozchodzi się w próżni i ciałach przezroczystych. Biegnie prostoliniowo i przenosi energię ze źródła do ciała na które pada. Światło rozchodzi się w próżni z szybkością 300 000 km/s.

Natura światła Fale długie ujawniają bardziej właściwości falowe, natomiast im krótsze fale to bardziej ujawniają się właściwości kwantowe czyli korpuskularne (wtedy energia fotonu jest większa). Klasyfikację fal elektromagnetycznych według ich długości w próżni (częstotliwości) nazywamy widmem fal elektromagnetycznych. Nasze oko odbiera promieniowanie elektromagnetyczne o długości od około 4x10-7 m do około 7x10-7 m. Najlepiej widzimy w środku zakresu dla barwy żółtozielonej (długość około 550nm), a najgorzej na końcach. Zwierzęta mogą rejestrować promieniowanie o innych długościach, np.: pszczoły "widzą" promieniowanie nadfioletowe.

PROSTOLINIOWE ROZCHODZENIE SIĘ ŚWIATŁA W ośrodkach jednorodnych (np. w próżni) światło porusza się po liniach prostych. Jeżeli światło na swej drodze napotyka ciało nieprzezroczyste, na ekranie powstaje cień tego ciała.

Prostoliniowe rozchodzenie się światła    O prostoliniowym rozchodzeniu się światła możesz przekonać się również, wykorzystując tzw. kamerę otworkową. Powstawanie cienia

ODBICIE ŚWIATŁA Jeżeli światło napotyka na swej drodze gładki (wypolerowany) przedmiot zwany lustrem lub zwierciadłem, wówczas odbija się od niego.

Odbicie światła Kąt padania jest równy kątowi odbicia. a a NORMALNA- prosta prostopadła do powierzchni odbijającej Kąt padania, to kąt pomiędzy promieniem padającym na powierzchnię odbijającą, a normalną. a a Kąt odbicia, to kąt pomiędzy promieniem odbitym, a normalną. Kąt padania jest równy kątowi odbicia. Promień fali padającej, promień fali odbitej i normalna, leżą w jednej płaszczyźnie..

Rys. Zjawisko odbicia fal normalna promień odbity promień padający Bartosz Jabłonecki

W zjawisku odbicia fal kąt odbicia jest równy kątowi padania. Prawo odbicia W zjawisku odbicia fal kąt odbicia jest równy kątowi padania. Promień padający, promień odbity i normalna do powierzchni odbijającej, wystawiona w punkcie padania, leżą w jednej płaszczyźnie Bartosz Jabłonecki

Przedmioty, które nie są źródłami światła, widzimy dlatego, że padające na nie światło zostaje rozproszone i część promieni świetlnych dociera do naszych oczu.

Peryskop

Zjawisko załamania fal polega na zmianie kierunku rozchodzenia się fal na granicy dwóch ośrodków, przy przejściu z jednego ośrodka do drugiego, na skutek różnej prędkości fali w tych ośrodkach. Willebrord van Roijen Snell (1580-1626) źródło: http://de.wikipedia.org/wiki/Willebrord_van_Roijen_Snell Bartosz Jabłonecki

Załamanie światła 1      Jeśli światło pada na granicę dwóch przezroczystych ośrodków, to zwykle jego część odbija się (zgodnie z prawem odbicia), a część wchodzi do drugiego ośrodka. Mówimy, że światło załamuje się

Załamanie światła 2     Promień świetlny po przejściu z powietrza do wody zmienia kierunek. Mówimy, że światło uległo załamaniu. Zjawisko załamania światła występuje wtedy, gdy światło przechodzi z jednego ośrodka przezroczystego do drugiego.   

Załamanie światła Światło przechodząc przez granicę dwóch ośrodków ulega załamaniu. powietrze V2 woda V1 Stosunek sinusa kąta padania do sinusa kąta załamania, zwany współczynnikiem załamania n ośrodka drugiego względem pierwszego, jest równy stosunkowi prędkości rozchodzenia się fali w ośrodku pierwszym, do prędkości rozchodzenia się fali w ośrodku drugim. a b W obu ośrodkach promień fali padającej, promień fali załamanej i prosta prostopadła (normalna) do granicy ośrodków leżą w jednej płaszczyźnie.

Rys. Zjawisko załamania fal normalna promień padający promień załamany ośrodek I ośrodek II Bartosz Jabłonecki

ZAŁAMANIE ŚWIATŁA Zjawisko załamania polega na zmianie kierunku rozchodzenia się światła przy przejściu z jednego ośrodka przezroczystego do drugiego. Zmiana kierunku promienia na granicy dwóch ośrodków spowodowana jest tym, że światło w różnych ośrodkach rozchodzi się z różnymi szybkościami.

Całkowite wewnętrzne odbicie. Zjawisko całkowitego wewnętrznego odbicia ma miejsce wtedy, gdy światło przechodzi z ośrodka gęstszego do ośrodka rzadszego. Bartosz Jabłonecki

        Zwiększając kąt padania, doprowadzamy do sytuacji, w której promień będzie się ślizgał po powierzchni zetknięcia obu ośrodków.                                                                                                                                           

Rys. Zjawisko całkowitego wewnętrznego odbicia (woda-powietrze) promień padający promień odbity ośrodek I ośrodek II Bartosz Jabłonecki

Światłowody     Światłowody mogą przenosić ogromną ilość informacji (rozmowy telefoniczne, wiadomości wysyłane faksem, połączenia internetowe itp.) w bardzo krótkim czasie. Szkło, z którego wykonane jest włókno światłowodu jest tak czyste, że sygnały świetlne mogą w nim wędrować niemal bez straty energii, a zatem bez konieczności stosowania odpowiednich wzmacniaczy.     Włókno światłowodu wykonane jest z dwóch koncentrycznych warstw szkła: cylindrycznego rdzenia i otaczającego go płaszcza. Każda warstwa wykonana jest z innego rodzaju szkła. Światło ulega wielokrotnemu całkowitemu wewnętrznemu odbiciu na granicy warstw    Ponieważ włókna szklane światłowodów maja bardzo małe średnice (są cieńsze od ludzkiego włosa), można je wyginać w dowolny sposób bez groźby złamania i przerwania światłowodu.                                                                                                                                                                                                                                                                                                        

Światłowody

Zwierciadła Zwierciadło jest to wypolerowana powierzchnia metalu, szkła (lustra) lub wody. Zwierciadła dzielimy na: * płaskie, np. lustro * kuliste (wklęsłe i wypukłe) Obraz w zwierciadle płaskim jest: pozorny, czyli został utworzony przez przedłużenia promieni świetlnych. prosty, czyli nie odwrócony. tej samej wielkości,

OBRAZY OTRZYMYWANE W ZWIERCIADLE PŁASKIM Obraz, który można zobaczyć w lustrze jest obrazem pozornym. Za pomocą zwierciadła płaskiego otrzymujemy obraz pozorny i symetryczny względem powierzchni zwierciadła.

Konstrukcja obrazu w zwierciadle płaskim - przykład Bartosz Jabłonecki

Konstrukcja obrazu w zwierciadle płaskim Bartosz Jabłonecki

Zwierciadła kuliste Oprócz zwierciadeł płaskich używane są również zwierciadła kuliste (są nimi np. zwierciadła stosowane na skrzyżowaniach ulic, w lusterkach i reflektorach samochodów, w lusterkach dentystycznych). Zwierciadło kuliste stanowi część gładkiej, wypolerowanej powierzchni kuli. Jako zwierciadło może być wykorzystana powierzchnia kuli. W związku z tym rozróżniamy zwierciadła kuliste:         * wklęsłe - gdy jako zwierciadło wykorzystujemy wewnętrzną powierzchnię kuli         * wypukłe - gdy jako zwierciadło wykorzystujemy zewnętrzną powierzchnię kuli.    Każde zwierciadło kuliste posiada:         * środek krzywizny - jest nim środek kuli (O),         * promień krzywizny - jest nim promień kuli (r),         * oś główną - którą jest prosta przechodząca przez środek krzywizny (O) i środek czaszy zwierciadła (S).                                                                                                                                                                                                                                                             

Zwierciadło kuliste (wklęsłe i wypukłe) powstaje jako wycinek sfery Zwierciadło kuliste (wklęsłe i wypukłe) powstaje jako wycinek sfery. Charakteryzuje je promień krzywizny r. symbole zwierciadła wklęsłego wypukłego r r Bartosz Jabłonecki

Zwierciadła sferyczne wklęsłe Zwierciadło sferyczne wklęsłe stanowi wewnętrzną powierzchnie sfery. f O - środek krzywizny, czyli środek kuli, z której zwierciadło zostało wycięte r - promień krzywizny, czyli promień kuli, z której zwierciadło zostało wycięte (OA) F - ognisko zwierciadła, czyli punkt przecięcia promieni odbitych f - ogniskowa zwierciadła, czyli odległość ogniska od zwierciadła wypukłe Zwierciadło wypukłe ma ognisko pozorne.

OTRZYMYWANIE OBRAZU W ZWIERCIADLE WYPUKŁYM Zwierciadło kuliste wypukłe posiada ognisko pozorne. Wiązka promieni równoległych do osi głównej po odbiciu od powierzchni zwierciadła staje się wiązką promieni rozbieżnych.

BIEG WYBRANYCH PROMIENI Wiązka promieni biegnąca równolegle do głównej osi optycznej, po odbiciu od płaszczyzny zwierciadła skupia się w jednym punkcie, leżącym na głównej osi optycznej zwanej ogniskiem F. F – ognisko, f – ogniskowa, r = 2 f O F f O F Jeśli promień świetlny przechodzi przez ognisko F, to po odbiciu od zwierciadła biegnie równolegle do osi optycznej. O F Jeżeli promień świetlny pada w wierzchołek zwierciadła, to po odbiciu biegnie symetrycznie względem osi optycznej.

OBRAZY W ZWIERCIADŁACH wklęsłych Przyjmujemy w konstrukcjach obrazów: x – odległość przedmiotu od zwierciadła y – odległość obrazu od zwierciadła dla x > 2f lub x > r obraz rzeczywisty (przecięły się promienie odbite) pomniejszony p < 1 odwrócony

x = 2f to y = 2f rzeczywisty tych samych rozmiarów p = 1 f < x < 2f to y > 2f obraz rzeczywisty powiększony p > 1

x = f to y = nieskończoność obraz nie powstaje. x < f to y < 0 obraz pozorny (przecinają się przedłużenia promieni odbitych) obraz prosty powiększony p > 1

OBRAZY W ZWIERCIADŁACH wypukłych Obraz: pozorny, pomniejszony, prosty

Odwrócony, rzeczywisty OBRAZY W ZWIERCIADŁACH - zestawienie p > 1 Prosty, pozorny y < 0 x < f ------------- --------------- y = nieskończoność x = f Odwrócony, rzeczywisty y > 2f x < 2f p = 1 y = 2f x = 2f p < 1 f < y < 2f x > 2f p Charakter obrazu y x

Zdolność skupiająca zwierciadła f – ogniskowa [f] = 1m Z- zdolność skupiająca [Z] = 1D (dioptria) Z = 1/f 1D = 1/1m Jeśli ognisko F jest pozorne to ogniskową f piszemy ze znakiem „-” Jeśli ognisko F jest rzeczywiste to ogniskową F piszemy ze znakiem „+”

1. Ogniskowa zwierciadła kulistego wynosi 10 D 1. Ogniskowa zwierciadła kulistego wynosi 10 D. Jakie to zwierciadło i ile wynosi ogniskowa? 2. Jaka jest ogniskowa zwierciadła kulistego o zdolności skupiającej -4D i jakiego typu to zwierciadło?

Równanie zwierciadła x y f O F przedmiot obraz f - ogniskowa x - odległość przedmiotu od zwierciadła y - odległość obrazu od zwierciadła Bartosz Jabłonecki

Powiększenie obliczamy jako stosunek wysokości obrazu do wysokości przedmiotu: lub Bartosz Jabłonecki

Zad. 1 Przed zwierciadłem wklęsłym o promieniu krzywizny zwierciadła równym 1m umieszczono w odległości 1m przedmiot o wysokości 20cm. Oblicz gdzie znajduje się obraz i jaką ma wysokość. Bartosz Jabłonecki

Zad. 2 Przed zwierciadłem wklęsłym o promieniu krzywizny zwierciadła równym 1m umieszczono w odległości 20cm przedmiot o wysokości 20cm. Oblicz gdzie znajduje się obraz i jaką ma wysokość. Bartosz Jabłonecki

SOCZEWKI Soczewki to ciała przezroczyste (zbudowane najczęściej ze szkła),ograniczone z obu stron powierzchniami kulistymi lub z jednej strony powierzchnią kulistą, a z drugiej płaską. Rozróżniamy soczewki wypukłe i wklęsłe. W powietrzu soczewki wypukłe skupiają, a wklęsłe rozpraszają. Soczewkę charakteryzują: Główna oś optyczna – prosta prowadzona przez środki krzywizn soczewki Dwa ogniska rzeczywiste Dwa ogniska pozorne Ogniskowa – odległość każdego ogniska od środka soczewki Zdolność skupiająca soczewki

Soczewki rozpraszające   Poniższe rysunki przedstawiają różne rodzaje soczewek wklęsłych.                                                                                                                                                

Soczewki skupiające

Soczewki Soczewką nazywamy ciało przezroczyste, ograniczone dwiema powierzchniami, z których przynajmniej jedna nie jest płaska. dwuwypukła płasko-wypukła wklęsło-wypukła Soczewki dzielimy na: * wypukłe * wklęsłe dwuwklęsła płasko-wklęsła wypukło-wklęsła

SOCZEWKA ROZPRASZAJĄCA SOCZEWKA SKUPIAJĄCA Wiązka promieni przy osiach optycznych biegnąca równolegle do głównej osi optycznej, po dwukrotnym załamaniu skupia się w jednym punkcie, zwanym ogniskiem soczewki. SOCZEWKA ROZPRASZAJĄCA Wiązka promieni przy osiach biegnąca równolegle do głównej osi optycznej, po dwukrotnym załamaniu rozbiega się, ale przedłużenia promieni wychodzących z soczewki skupiają się w jednym punkcie, który jest pozornym ogniskiem soczewki.

Konstrukcja ogniska pozornego F Konstrukcja ogniska F F Konstrukcja ogniska pozornego F F Bartosz Jabłonecki

Konstrukcja obrazów w soczewkach skupiających 2F F soczewka skupiająca ognisko soczewki Przy konstrukcjach obrazów, są spełnione te same twierdzenia o biegu promieni świetlnych, co w zwierciadłach.

Konstrukcja obrazu w soczewce skupiającej przedmiot F obraz Cechy: rzeczywisty odwrócony pomniejszony Bartosz Jabłonecki

Inne konstrukcje przedmiot F Cechy: obraz rzeczywisty odwrócony powiększony Bartosz Jabłonecki

Inne konstrukcje obraz przedmiot F Cechy: pozorny prosty powiększony Bartosz Jabłonecki

. x > 2f to f < y < 2f rzeczywisty odwrócony przedmiot obraz x > 2f to f < y < 2f rzeczywisty odwrócony pomniejszony p < 1 x = 2f to y = 2f obraz rzeczywisty tych samych rozmiarów p = 1 f < x < 2f to y > 2f obraz rzeczywisty powiększony p > 1

. x < f to y < 0 x = f to y = nieskończoność obraz nie powstaje obraz pozorny – powstaje na przecięciu się promieni załamanych, prosty powiększony p > 1

Inne konstrukcje przedmiot obraz F Cechy: pozorny prosty pomniejszony Bartosz Jabłonecki

OBRAZY W SOCZEWKACH - zestawienie p > 1 Obraz pozorny, prosty y < 0 x < f ------------------ ---------------- y = nieskończoność x = f Obraz rzeczywisty, odwrócony y > 2f f < x < 2f p = 1 y = 2f x = 2f p < 1 f < y < 2f x > 2f p Charakterystyka obrazu y x

(podobnie jak dla zwierciadła) Równanie (podobnie jak dla zwierciadła) x y f F przedmiot obraz Bartosz Jabłonecki

Dyfrakcja i interferencja światła. Zjawisko dyfrakcji - inaczej ugięcia - polega na zmianie kierunku rozchodzenia się fali w wyniku natknięcia się na przeszkodę o rozmiarach porównywalnych z jej długością.

Doświadczenie Younga ekran przesłony laser 1 2 Thomas Young 1773-1829 1 2 przesłony laser Thomas Young 1773-1829 1802 odkrył interferencję światła i zapoczątkował falową teorię światła http://pl.wikipedia.org/wiki/Thomas_Young

Dyfrakcja przesłona ze szczeliną

Zjawisko interferencji fal polega na nakładaniu się fal o jednakowej częstotliwości, w wyniku czego w ośrodku powstaje fala będąca sumą fal interferujących. W każdej chwili wychylenie punktu przestrzeni jest sumą wychyleń docierających do niego zaburzeń falowych.

Interferencja Interferencję światła, można uzyskać przez rozdwojenie wiązki promieni pochodzących z jednego źródła i wytworzenie między nimi różnicy dróg, wskutek czego do określonego punktu powierzchni oświetlonej docierają fale świetlne o jednakowej długości i różnicy faz. Po raz pierwszy uzyskał tą metodą interferencję światła Young przez ugięcie fal na dwóch szczelinach.

Interferencja przesłona z dwiema szczelinami

PRZEJŚCIE WIĄZKI ŚWIATŁA BIAŁEGO PRZEZ PRYZMAT Przy przejściu światła białego przez pryzmat występuje nie tylko odchylenie światła od jego pierwotnego kierunku rozchodzenia się, ale również jego rozszczepienie (rozdzielenie) na kilka barw. Światło białe jest mieszaniną barw: czerwonej, pomarańczowej, żółtej, niebieskiej, zielonej i fioletowej. Szereg barw przechodzących w sposób ciągły jedna w drugą od czerwieni do fioletu nazywamy widmem światła białego.

Pryzmat to przezroczysta bryła ograniczona dwiema powierzchniami płaskimi i nierównoległymi. Kąt zawarty między tymi płaszczyznami nazywamy kątem łamiącym pryzmatu. Bartosz Jabłonecki

Promień przechodzący przez pryzmat - kąt łamiący pryzmatu - kąt odchylenia promienia Bartosz Jabłonecki

Promień przechodzący przez płytkę równoległościenną d - grubość płytki l - przesunięcie promienia Bartosz Jabłonecki

ZJAWISKA OPTYCZNE W PRZYRODZIE

Światło Światło jest falą elektromagnetyczną dla której obserwujemy zjawiska: 1. Odbicie promienia świetnego 2. Załamanie światła 3. Ugięcie fali Dzięki temu na niebie często możemy dostrzec prawdziwe cuda.

Odbicie światła

Załamanie światła

Ugięcie światła (dyfrakcja)

Tęcza

Tęcza powstaje na skutek rozszczepienia światła i jego wielokrotnych wewnętrznych odbić w kropli wody.

Halo

Przyczyną powstawania halo jest odbicie promieni słonecznych od kryształów lodu znajdujących się w atmosferze

Żeby zobaczyć światło słoneczne odchylone o kąt D=22° musimy patrzeć pod kątem D względem Słońca.

Małe i duże halo

Słup świetlny

Łuk styczny

Łuk okołozenitalny

Wieniec

Iryzacja chmur

Widma Brockenu

Zadania do zrealizowania z działu: optyka 1 Zadania do zrealizowania z działu: optyka 1.Jakią ogniskową posiada zwierciadło wklęsłe o promieniu krzywizny 20cm? 2. Zdolność skupiająca kulistego wynosi 5D. jakie to zwierciadło i ile wynosi jego ogniskowa? 3.Jaka jest ogniskowa zwierciadła kulistego o zdolności skupiającej -2D i jakiego typu jest to zwierciadło. 4.Oblicz ogniskową zwierciadła, w którym obraz przedmiotu umieszczonego w odległości 20 cm otrzymano w odległości 30cm. 5.W jakiej odległości od zwierciadła otrzymamy obraz przedmiotu umieszczonego w odległości 50cm od zwierciadła kulistego o ogniskowej 10cm? Jaki to będzie obraz? 6.Oblicz ogniskową soczewki w okularach mającej zdolność skupiającą 2,5D 7. Jaką zdolność skupiającą ma obiektyw aparatu fotograficznego o ogniskowej 5cm? 8.Oblicz zdolność skupiającą soczewki, jeśli obraz umieszczonego przedmiotu 30cm przed nią otrzymano 60cm za nią. 9.Oblicz zdolność skupiającą soczewki, jeżeli za pomocą otrzymano obraz w odległości 100cm od soczewki. Przedmiot znajduje się w odległości 25cm. 10.Przedmiot umieszczono w odległości 60 cm od soczewki o ogniskowej 25cm. W jakiej odległości od soczewki powstaje obraz?

PRZYRZĄDY OPTYCZNE: -luneta -lupa -mikroskop -oko ludzkie Patryk Rewaj kl IIIa

LUNETA Luneta, obudowa: A - soczewka, B - tuba optyczna, C - blokada przesuwu pionowego, D - blokada przesuwu poziomego, E - trójnóg nastawny, F - dodatkowy pojemnik na akcesoria, G - pierścień mocujący, H - pierścień mocujący, I - celownik, J - okular, K - pokrętło precyzyjnego przesuwu poziomego, L - pokrętło precyzyjnego przesuwu poziomego, M - układ ogniskujący.

Luneta, przyrząd optyczny w formie rury zakończonej z jednej strony obiektywem refrakcyjnym (tj. soczewkowym), a z drugiej strony okularem. Wyróżnia się tzw. lunety ziemskie (dające obraz prosty: posiadające optyczny układ odwracający i okular skupiający albo posiadające tylko okular rozpraszający, tj. lunety galileuszowskie lub inaczej holenderskie) oraz lunety astronomiczne (inaczej keplerowskie, od nazwiska J. Keplera) dające obraz odwrócony. Pierwszą lunetę skonstruował optyk holenderski Z. Jansen w 1604. W 1609 Galileusz wykorzystał lunetę do obserwacji astronomicznych. Zbudowana była z jednosoczewkowego obiektywu (soczewka skupiająca) i okularu będącego soczewką rozpraszającą. Powiększenie kątowe p dla prostej lunety (zarówno galileuszowskiej, jak i keplerowskiej) wyraża się wzorem: p=fb/fk, gdzie: fb - ogniskowa obiektywu, fk - ogniskowa okularu. Powiększenie lunety nie może być zwiększane dowolnie przez zastosowanie okularów o coraz krótszych ogniskowych. Warunkuje je zdolność rozdzielcza obiektywu ograniczona zjawiskami dyfrakcyjnymi ( dyfrakcja fal) zależnymi od wielkości źrenicy wejściowej d. Obiektyw może rozróżniać dwa przedmioty, gdy różnica kąta ich obserwacji wyraża się wzorem: Δψ ≥1,22λ/d, gdzie: λ - długość fali (kryterium J.W. Rayleigha). W praktyce stosuje się wyrażenie Δψ ≥140"/d, gdzie d wyrażone jest mm (" oznacza sekundy łuku).

Lupa Lupa jest przyrządem optycznym służącym do bezpośredniej obserwacji drobnych przedmiotów. Zbudowana jest z jednej soczewki skupiającej lub grupy soczewek umieszczonych w oprawce. W lupie powstają obrazy pozorne, proste i powiększone. Odległość obserwowanego przedmiotu od soczewki powinna być mniejsza od ogniskowej. Wymóg ten jest konieczny do otrzymania obrazu pozornego. Można użyć jednak lupy do otrzymania rzeczywistego obrazu na ekranie.

LUPA Lupa, układ optyczny służący do uzyskiwania powiększonych obrazów przedmiotów znajdujących się w bliskiej odległości. W najprostszym przypadku zbudowana jest z jednej soczewki skupiającej, zaopatrzonej w uchwyt. Obraz oglądanego przedmiotu powstaje w tzw. odległości dobrego widzenia x (przyjmuje się x=250 mm). Powiększenie lupy G wyraża się wzorem G=x/f, gdzie: f − ogniskowa soczewki (lub układu soczewek) lupy. Stosuje się lupy zawierające dwie soczewki (lupa achromatyczna, achromat) lub trzy soczewki (lupa aplanatyczna, aplanat), istnieją ponadto tzw. telelupy (z punktu widzenia zasady działania będące modyfikacją lunety Galileusza) oraz lupy stereoskopowe (dwuokularowe) zbudowane z lornetki ze specjalną nasadką pryzmatyczno-soczewkową.

MIKROSKOP Mikroskop optyczny: A - okular, B - śruba mikrometryczna, C - śruba mikrometryczna, D - obiektyw bagnetowy(wymienny), E - płytka szklana z badaną próbką, F - blaszki mocujące próbkę, G - lusterko, H - pokrętło nastawne lusterka, I - korpus, J - podstawa. Mikroskop, urządzenie pozwalające na uzyskanie powiększonych obrazów małych przedmiotów.

OKO LUDZKIE Budowa narządu wzroku: A - rogówka, B - tęczówka, C - komora przednia, D - źrenica, E - soczewka, F - plamka żółta, G - mięsień gałki ocznej, H - nerw wzrokowy, I - plamka ślepa, J - ciało szkliste, K - naczyniówka, L - siatkówka