|
Однако идеальных линз не существует, все они несовершенны. В результате изображение будет полностью размыто. Максимум практического увеличения достигается, когда расстояние до предмета становится приближенным к фокусному.
Если предмет находится на расстоянии больше фокусного, f – D<sub>0</sub> становится отрицательным, и соответственно m становится тоже отрицательным. По мере того как D<sub>0</sub> продолжает возрастать, m, оставаясь отрицательным, уменьшается в абсолютном значении (в значении, не зависящем от знака). Это значит, что изображение становится маленьким и перевернутым. Из уравнения 3.3 следует также, что при фиксированном расстоянии до предмета (D<sub>0</sub>) увеличение возрастает с уменьшением фокусного расстояния линзы (при условии, что фокусное расстояние остается большим, чем расстояние до предмета). Чтобы понять это, давайте представим, что D<sub>0</sub> — 1 и что/ последовательно принимает следующие значения: 5, 4, 3 и 2. Поскольку увеличение (т) равняется f/(f – D<sub>0</sub>), то оно будет последовательно равным <sup>5</sup>/<sub>4</sub>, <sup>4</sup>/<sub>3</sub>, <sup>3</sup>/<sub>2</sub> и <sup>2</sup>/<sub>1</sub>, или 1,2, 1,33, 1,5 и 2,0. Это еще одна причина, по которой собирающая линза становится более сильной с уменьшением своего фокусного расстояния. В итоге сила ее увеличения возрастает по мере того, как ее фокусное расстояние уменьшается. С рассеивающими линзами все обстоит так же с точностью до наоборот. Здесь лучи света, сходящиеся на своем пути к глазу, рассеиваются линзой и попадают в глаз под меньшим углом зрения. По этой причине сквозь рассеивающую линзу предметы выглядят маленькими. Таким образом, можно легко отличить близорукого человека от дальнозоркого по его очкам. Близорукий человек носит рассеивающие линзы, и если эти линзы находятся в нескольких дюймах над книгой, то буквы кажутся меньше. Дальнозоркий же человек носит собирающие линзы, которые делают буквы крупнее.
Микроскопы и телескопы
Клетки сетчатки либо «светятся», когда на них падает свет, либо не светятся, когда свет на них не попадает. В результате получающееся изображение является в общем комбинацией из светлых и темных точек. Это напоминает репродукцию в газете из полутонов, хотя «точки» сетчатки куда меньше, чем элементы фотографии в газете. Когда предмет сравнительно больше точек, из которых состоит, он ясно виден. Если он немногим больше, то кажется размытым. Так, если вы посмотрите на фотографию в газете невооруженным взглядом, увидите четко вырисованное лицо. Если посмотреть через увеличительное стекло, участок, который вы увидите в линзе, будет немногим больше увеличиваемых точек, и изображение не будет четким. «Деталей» его вы не увидите. Таким же образом, есть предел объему деталей, которые можно различить на любом объекте невооруженным глазом. Если вы будете стараться различать все более и более мелкие детали объекта, эти детали (в изображении объекта на вашей сетчатке) станут в конце концов не крупнее, чем точки, из которых состоит само изображение. Свет от двух точек, разделенных на угловое расстояние, меньше некоего критического, возбуждает одну и ту же клетку сетчатки или, возможно, смежные. В таком случае две точки воспринимаются как одна. Только когда свет от двух точек возбуждает две клетки сетчатки, между которыми находится хотя бы одна невозбужденная клетка, тогда две точки действительно видятся как две. На расстоянии 25 см (обычно именно на этом расстоянии просмотр наиболее удобен) между двумя точками должно быть расстояние, как минимум, 0,01 см, чтобы они воспринимались именно как две разные точки; минимально требуемый для этого угол зрения примерно равен 0,006°. |
