Lupa

Nejjednodušším subjektivním optickým přístrojem je lupa, jejíž optickou soustavu tvoří jedna jediná spojná čočka o ohniskové vzdálenosti f. Lupu používáme tak, že ji přiblížíme k oku a předmět o výšce y umístíme do předmětového ohniska lupy popř. do vzdálenosti o něco menší, tj. . Lupa spolu s oční čočkou pak vytváří optickou soustavu o větší mohutnosti, než má samotné oko. Vzniká vzpřímený, zvětšený a zdánlivý obraz.

V případě, že je předmět v ohnisku lupy, jsou paprsky vycházející z určitého bodu předmětu rovnoběžné. Obraz na sítnici vzniká bez akomodace, tj. oko je zaostřeno na předmět v nekonečnu. Je-li , vzniká zdánlivý obraz, na jehož vzdálenost se oko akomoduje.

Spojka lupy vytváří neskutečný obraz, který spojka oka přemění na skutečný, který se zobrazí na sítnici.

Předmět o výšce y pozorujeme ve vzdálenosti d pod zorným úhlem , pro který platí: (viz obr. 173a).

Při pozorování předmětů v konvenční zrakové vzdálenosti d se totiž oko nejméně unavuje.

V případě, že pracujeme v paraxiálním prostoru, lze psát . Pomocí lupy se zorný úhel zvětší na hodnotu a můžeme tedy psát (viz obr. 173c); proto platí i ve tvaru . Vzhledem k tomu, že se předmět nachází v blízkosti ohniska lupy, je možné též psát (viz obr. 173b). Pro úhlové zvětšení lupy tedy dostáváme: .

Obr. 173

Aby tedy lupa vůbec zvětšovala, musí být použita spojná čočka o ohniskové vzdálenosti . Lupou lze dosáhnout maximálně asi 6-tinásobeného zvětšení. Při větším zvětšení se začínají výrazně projevovat optické vady čoček a je nutno použít soustavu čoček.