Suchfunktion

 
 

Navigation

Die Lupe als optisches Instrument


 

Allgemeines über die Lupe

Wenn wir uns einen kleinen Gegenstand näher ansehen wollen, halten wir den Gegenstand möglichst nah vor die Augen. Dabei können wir alle (sichtbaren) Feinheiten an dem Gegenstand erkennen. Allerdings ist das Betrachten des Gegenstands nah vor dem Auge über eine längere Zeit anstrengend. 

Je näher wir den betrachteten Gegenstand vor dem Auge positionieren, desto größer wird der Sehwinkel, unter dem wir den Gegenstand betrachten. Ab einer Entfernung von weniger als 25 cm, muss die Augenlinse über den gespannten Ziliarmuskel gesteuert werden. Dieser Abstand von 25 cm wird auch als deutliche Sehweite bezeichnet.

Wollen wir nun Gegenstände vergrößert betrachten, ohne die Augen übermäßig anzustrengen, verwenden wir eine Lupe. Eine Lupe ist dabei ein einfaches optisches Geräte, dass aus einer Sammellinse besteht, mit denen man Gegenstände vergrößert sehen kann.

Der Aufbau einer Lupe und deren Funktionsweise:

Wie eingangs erwähnt, ist eine Lupe ein einfaches optische Gerät, dass aus einer konvexen Sammellinse besteht.  Wie wir gleich sehen werden, ist die wesentliche Funktion einer Lupe, den Sehwinkel zu vergrößern. Damit man die Funktionsweisen der Lupe versteht, kurz nochmals die Funktionsweise des Auges. Wenn wir einen Gegenstand näher ans Auge rücken, desto größer wird der sogenannte Sehwinkel und damit auch die Abbildung auf der Netzhaut.

Sehwinkel

Wenn der Abstand zwischen Auge und Gegenstand weniger als die deutliche Sehweite von 25 cm, wird allerdings durch die Muskelanstrengung im Auge ein längeres Betrachten des Gegenstands anstrengend. Die Lupe vergrößert nun den Sehwinkel, ohne das hierfür der Ziliarmuskel (unnötig stark) beansprucht wird. Gemäß den Prinzipien der Optik verwenden wir hierzu eine Sammellinse, deren Brennweite deutlich kleiner als 25 cm ist. Damit die maximale Vergrößerung erreicht werden kann, wird der Gegenstand in der Brennweite der Linse positioniert. Wie wir in der nachfolgenden Abbildung erkennen können, gegen von dem Gegenstand parallel Lichtbündel bis zur Linse. Anschließend wird das Bild durch die Sammellinse auf die Netzhaut abgebildet. Dabei ist der Sehwinkel und die Abbildung auf der Netzhaut deutlich größer.

Funktionsweise einer Lupe

Eine Lupe ist daher eine Sammellinse mit einer Brennweite von weniger als 25 cm. Befindet sich der "vergrößerte" Gegenstand innerhalb der Brennebene der Lupe, so wird der Sehwinkel und die Größe der Abbildung auf der Netzhaut vergrößert. Wie in der Abbildung gezeigt, ist das Bild, das man mit einer Lupe sieht, ein vergrößertes, seitenrichtiges und aufrechtes virtuelles Bild (dies gilt immer wenn die Gegenstandsweite kleiner als die Brennweite ist).

Wie stark nun eine Lupe vergrößert, hängt von der Brennweite der Sammellinse ab. Die Formel zur Berechnung der Vergrößerung einer Lupe lautet:

V = deutliche Sehweite : Brennweite der Lupe(Sammellinse)

Beispiel

  • Lupe mit Brennweite f = 25 mm 
  • Deutliche Sehweite  = 25 cm bzw. 250 mmm

Damit beträgt die Vergrößerung der Lupe: V = 250 mm : 25 mm = 10

Mit Lupen kann man eine Vergrößerung von bis zu 20 erreichen.


.