Lupa jako przyrząd optyczny - jaką najlepiej wybrać?

Obserwacja bardzo małych obiektów bywa bardzo trudna przy użyciu jedynie standardowej korekcji do bliży. Wielu hobbystów czerpie ogromną przyjemność z obserwacji najmniejszych detali obserwowanych przedmiotów, a przedmiotem niezbędnym staje się dobra lupa. Warto zaznaczyć, że lupa to nie jest jedynie przedmiot okazjonalnego użytku, ale dla niektórych codzienność, ponieważ bez niej nie są w stanie przeczytać gazety. Co warto wiedzieć o lupach?

Lupa to jeden z najstarszych i najprostszych przyrządów optycznych. Służy do bezpośredniej obserwacji drobnych obiektów. Lupa zbudowana jest z jednej dwuwypukłej soczewki dodatniej lub kilku umieszczonych blisko siebie soczewek. Układ optyczny zamknięty jest w oprawie. Soczewki wypukłe mają działanie skupiające, dzięki czemu tworzą powiększony obraz. W celu ułatwienia użytkowania, często wyposażona jest w dodatkowe elementy, takie jak rączka, podświetlenie czy stojak. Zależnie od mocy użytych soczewek, lupy występują w różnym zakresie powiększeń, które są dobierane przez specjalistę zależnie od potrzeb. Lupa tworzy obraz prosty, pozorny i powiększony.

Powiększenie kątowe lupy - jak posługiwać się szkłem powiększającym?

Żeby uzyskać powiększony obraz, muszą być spełnione odpowiednie warunki. Po pierwsze, przedmiot musi być umieszczony pomiędzy ogniskiem soczewki a lupą. Ogniskowa soczewki jest ściśle zależna od mocy lupy, mianowicie jest jej odwrotnością. Z uwagi na duże, zwykle co najmniej trzykrotne powiększenie obrazu, lupy są przedmiotami o stosunkowo krótkiej ogniskowej. Przykładowo, ogniskowa lupy o mocy 8 D będzie wynosiła 12,5 cm. Po drugie, obserwator powinien patrzeć przez lupę z komfortowej dla niego odległości, żeby móc w komforcie pracować bez wysiłku. Używając lupy do czytania książki, bardzo istotne jest wygodne jej ustawienie, ponieważ jest to czynność, która może trochę potrwać. Po trzecie, obserwujący powinien patrzeć równolegle do osi optycznej lupy, czyli możliwie przez środek przyrządu.

Powiększenie kątowe lupy zależy od ustawienia lupy względem oka oraz ogniskowej soczewki. W praktyce, maksymalne powiększenie kątowe, czyli takie podawane zwykle na opakowaniu jest możliwe do uzyskania, gdy obraz znajduje się w określonej odległości od lupy. Odległość najlepszego widzenia dla osoby bez wady wzroku wynosi 0,25m.

Jednym z ograniczeń lupy, ale także wielu pomocy optycznych w ogóle, jest małe pole widzenia. Przy tak dużych mocach soczewek skupiających, obraz w peryferyjnych częściach lupy jest mocno zdeformowany. W związku z tym, zazwyczaj im większe powiększenie kątowe lupy, tym mniejszy jest jej rozmiar.

Rodzaje lup

Wyróżniamy kilka lup. Podziału i klasyfikacji można dokonać na kilka sposobów - od strony technicznej i elementów budowy oraz od strony użytkowej, czyli do czego dana lupa ma służyć.

Podział lup ze względu na budowę

Lupa jako przyrząd optyczny obarczona jest różnymi aberracjami obrazu, a różne elementy budowy mają za zadanie te aberracje ograniczać. Do najpopularniejszych należą:

• lupa prosta zbudowana z jednej soczewki.

• lupa aplanatyczna, zbudowana z dwóch wypukłych soczewek skierowanych do siebie wypukłościami. Często między soczewkami umieszczona jest specjalna przesłona. Taka budowa koryguje aberrację sferyczną oraz komę.

• lupa achromatyczna - zbudowana z dwóch soczewek, dodatniej dwuwypukłej wykonanej ze szkła kronowego oraz ujemnej ze szkła flint, koryguje się w ten sposób aberrację chromatyczną oraz sferyczną.

• lupa aplanatyczna Steinheila - zbudowana z jednej dwuwypukłej soczewki dodatniej oraz dwóch doklejonych po obu stronach identycznych menisków. Soczewka zbudowana jest ze szkła kron, a meniski ze szkła flint. Taka budowa redukuje aberrację sferyczną, chromatyczną oraz dystorsję.

• Lupa achromatyczno-aplanatyczna - zbudowana z minimum trzech soczewek, co pozwala skorygować aberrację sferyczną, chromatyczną, dystorsję oraz komę.

Rodzaje lup można także wyróżnić biorąc pod uwagę przeznaczenie:

• lupa klasyczna z rączką - zwykle używana doraźnie,

• lupa kieszonkowa - mniejsza, często rozkładana z pokrowcem,

• lupa stojąca - stosowana w długotrwałych czynnościach, np. czytaniu,

• lupa podświetlana - lupa wyposażona w diody led dla lepszego kontrastu,

• lupa Brinella - stosowana w ocenie twardości materiałów, do pomiaru średnicy odcisku pozostawionego twardościomierzem,

• lupa zegarmistrzowska,

• specjalne lupy okularowe, w formie nakładki na okulary dla osób z wadą wzroku,

• okulary lupowe, dwie lupy złożone w formie okularów w ramce.

Kto powinien używać lupy?

Lupa jest przedmiotem o bardzo prostym działaniu, ale mimo to może przysłużyć się bardzo wielu osobom w przeróżnych sytuacjach.

Osoby słabowidzące

Podstawową grupą użytkowników lupy są osoby słabowidzące, czyli takie, o stale niskiej ostrości widzenia, niezależnie od stosowanej korekcji wzroku. Najczęściej takie pogorszenie następuje w wyniku przebiegu chorób oczu lub urazów. Do najczęstszych należą:

• zwyrodnienie plamki żółtej związane z wiekiem (AMD),

• zanik nerwu wzrokowego,

• retinopatia cukrzycowa i nadciśnieniowa.

Zdarza się, że osoby słabowidzące bez odpowiednich pomocy optycznych nie są w stanie oglądać telewizji lub czytać książek czy gazet. Normalne funkcjonowanie często umożliwiają im lupy lub inne pomoce optyczne dla słabowidzących, takie jak lunety do oglądania telewizji czy okularowe filtry medyczne.

Lupa jako doraźna pomoc lub narzędzie pracy

Jednakże lupy nie są zarezerwowane jedynie dla osób słabowidzących. Tak naprawdę lupa może być używana przez każdego, kto jej w danym momencie potrzebuje - często mamy do czynienia z bardzo drobnymi elementami, które bez lupy są słabo widoczne. Szkła powiększające są także szeroko stosowane w wielu branżach:

• Jubilerstwo, gdzie kluczowa jest dokładna ocena nieczystości biżuterii, a zwłaszcza zanieczyszczeń diamentów.

• W edukacji oraz pracy naukowej. Często są używane do oglądania preparatów roślinnych i zwierzęcych w szkołach, a także w pracowniach naukowych do wstępnych oględzin przed zastosowaniem mikroskopu lub do terenowej oceny składu skał przez geologów, którzy nie mogą zabrać mikroskopu.

• W numizmatyce i filatelistyce lupy pozwalają ocenić stan monet i znaczków.

• W zegarmistrzostwie, gdzie potrzebne są obydwie wolne ręce stosuje się lupy utrzymywane przez mięśnie okrężne oka.

• W wyznaczaniu twardości materiałów wykorzystywane są lupy Brinella.

• W drukarstwie do oceny jakości wydruków.

Lupa, nazywana też szkłem powiększającym, to bardzo powszechnie używany przyrząd optyczny. Szkła powiększające mają bardzo długa historie i nadal są chętnie używane. Za pomocą lupy można uzyskać powiększony obraz prosty wybranego przedmiotu, co pozwala dokładnie obejrzeć obserwowany obiekt. Powiększenie kątowe lupy zależy od mocy zastosowanych soczewek.

Klasyczne lupy zbudowana jest najczęściej z jednej soczewki, ale lupy bardziej profesjonalne mogą by wykonane z większej ilości soczewek. Lupy o dużej mocy, które normalnie charakteryzowałyby się dużym zniekształceniem obrazu mają specjalną budowę, która zależnie od typu lupy, redukuje występujące aberracje. Lupy są doskonałymi narzędziami, które umożliwiają prawidłowe funkcjonowanie osobom słabowidzącym, które mają trudności z czytaniem i podstawowymi czynnościami wykonywanymi z bliska. Lupy znajdują także szerokie zastosowanie w wielu branżach jako niezastąpione narzędzie pracy, a na szczególne wyróżnienie zasługują branże takie jak jubilerstwo czy zegarmistrzostwo.