Hur fungerar ett förstoringsglas?

 

Ett förstoringsglas är ett slipat glas, som används för att ögat ska kunna fokusera och se på små saker. Människans öga kan bara se föremål tydligt om ljusstrålarna som studsar tillbaka från föremålet tar sig in genom  pupillen och irisen och bryts i den gula fläcken längst bak i ögat.

I ögat finns två typer av synceller: stavar och tappar. Stavar skiljer mellan ljust och mörkt och kan inte se lika skarpt som tappar, vilka urskiljer olika färger. Den gula fläcken är det område i ögat där det finns flest tappar. När ljusstrålarna träffar tapparna kan de skicka vidare signaler till hjärnan som ser bilden. Ju fler tappar det finns, desto skarpare kan man se, vilket är anledningen till att vi ser bilder som skarpast i gula fläcken.

När ljus från ett föremål kommer in genom irisen och pupillen bryts det, så att bilden blir upp- och nedvänd i gula fläcken. Om ett föremål kommer för nära bryts strålarna för sent så att bilden projiceras bakom gula fläcken istället för på den. Det gör att de flesta vuxna inte kan se föremål tydligt om de befinner sig närmare än 2-3 dm, ibland går de dock att se om ögat ansträngs. Barn kan se skarpt vid betydligt kortare avstånd, medan äldre kan behöva ett ännu längre avstånd för att se tydligt.

Konvexa linser och förstoringsgrader

Det finns metoder för att kunna se skarpt på närmare håll. En av dessa är att använda en konvex lins, för att dels förstora och dels ge en skarpare bild av föremålet. Konvex innebär att linsen är slipad så att den buktar utåt, vilket gör att strålarna bryts och korsar varandra. Strålarna kommer alltså först att åka närmare varandra för att sedan åka ännu längre bort ifrån varandra. Ögat fungerar som en konvex lins och bryter strålarna så att de träffar tapparna. Om man tittar på något genom en konvex lins innebär det att strålarna bryts två gånger och att de sprids ut mer för varje gång. Det gör att föremålen se ännu större ut när ljuset träffar gula fläcken. Linsen kan alltså användas för att lura ögat att föremål befinner sig ännu närmare än de gör

Den konvexa linsen används bland annat i mikroskop, stjärnkikare och förstoringsglas. En konvex lins kan också kallas för en positiv lins, medan motsatsen kallas för en konkav eller negativ lins. Skillnaden mellan förstoringsglaset och exempelvis mikroskopet är att förstoringsglasets lins inte är lika konvext slipad som mikroskopets. Det innebär att ljusstrålarna i mikroskopets lins möter varandra mycket tidigare än ljusstrålarna i förstoringsglasets lins. De kan därför förstora fler grader än förstoringsglaset, eftersom strålarna har spridits ut ännu mer när de når gula fläcken i ögat. Förstoringsglaset kan dock förstora en större area än mikroskopet, eftersom fler av strålarna som studsar iväg från föremålet når ögat genom förstoringsglaset och då kan man se en större del av det.

Linsens brännvidd

Brännpunkten är det ställe där strålarna som gått igenom linsen möts innan de separeras igen. En lins har alltid två brännpunkter, en på varje sida av linsen. Brännvidden är avståndet från linsens mittpunkt till brännpunkten. Om ett förstoringsglas ska kunna förstora ett föremål måste objektet befinna sig innanför förstoringsglasets brännvidd. Det beror på att ljuset kommer att studsa från föremålet och brytas i brännpunkten på andra sidan  förstoringsglaset istället. Ögat kommer att uppfatta det som att föremålet befinner sig mycket närmare, eftersom brännpunkten kommer att vara närmare ögat än förstoringsglaset.

Olika användningsområden för förstoringsglas

Det finns olika grader av förstoring på förstoringsglasen, beroende på hur stor yta som man vill förstora och hur nära man behöver komma. Förstoringsgraden är skillnaden eller förhållandet mellan hur stort föremålet är i verkligheten jämfört med hur stort det ser ut att vara i förstoringsglaset. Ju högre förstoringsgrad man har, desto mindre yta kommer den att kunna förstora.

En urmakare kan behöva en högre förstoringsgrad på linsen, än till exempel en frimärkssamlare som inte alls behöver se lika små detaljer. Om man flyttar ett förstoringsglas längre bort från föremålet och närmare ögat, så att brännpunkten kommer närmare föremålet kommer föremålet att se större ut. Om man däremot flyttar förstoringsglaset närmare föremålet istället, kommer det att se mindre ut. Detta beror på att brännpunkten flyttas närmare ögat när man flyttar förstoringsglaset närmare ögat. Ljuset kommer att brytas annorlunda och ögat kommer att tro att saken är närmare än den är. Flyttar man förstoringsglaset för långt ifrån föremålet kommer linsen inte att förstora det, eftersom brännpunkten har hamnat framför föremålet. Då ser det mindre ut istället.

Ramar och handtag

Linsen sitter oftast fast på någon form av ram. Ramen kan vara allt ifrån ett enkelt handtag, till en hel ställning där man lägger föremålet under ställningen. Ibland sitter det också fast en lampa på förstoringsglaset, den gör att det blir lättare för ögat att fokusera på föremålet och så suddar den ut eventuella skuggor.