KWALIFIKACJA MEP2 - STYCZEŃ 2016

PYTANIE NR 26.
Z którego wzoru należy skorzystać do obliczenia powiększenia lupy?
Ilustracja przedstawia cztery wzory matematyczne oznaczone literami A, B, C i D.
A.
B.
C.
D.
Wyjaśnienie poprawnej odpowiedzi:
Powiększenie lupy (powiększenie kątowe) zależy od ogniskowej soczewki. Dla umownej odległości dobrego widzenia 25 cm stosuje się zależność G = 250/f, gdzie f podaje się w milimetrach. Im mniejsza ogniskowa, tym większe powiększenie.

Pełne wyjaśnienie:

Lupa jest prostym przyrządem optycznym, którego zadaniem jest zwiększenie powiększenia kątowego obserwowanego przedmiotu przez oko. W praktyce porównuje się kąt widzenia obiektu oglądanego przez lupę z kątem widzenia tego samego obiektu oglądanego okiem bez przyrządu z umownej odległości dobrego widzenia (punkt bliski), przyjmowanej standardowo jako 25 cm.

Dla lupy (w typowym ujęciu szkolnym) stosuje się wzór G = 250/f, gdzie f jest ogniskową lupy wyrażoną w milimetrach. Liczba 250 wynika z przyjęcia punktu bliskiego 25 cm = 250 mm. Zależność ta od razu pokazuje kluczową własność lup: krótsza ogniskowa oznacza większe powiększenie, ale zwykle kosztem mniejszej odległości roboczej i pola widzenia.

Typowe pomyłki wynikają z mylenia tego wzoru z innymi zależnościami z optyki:

  • Równanie soczewki (zależność między odległościami przedmiotu/obrazu i ogniskową) służy do wyznaczania położenia obrazu, a nie bezpośrednio do powiększenia lupy.
  • Wzory na mikroskop lub lunetę dotyczą układów wieloelementowych (obiektyw + okular) i mają inną interpretację powiększenia.
  • Mylenie jednostek: jeśli ktoś podstawia ogniskową w centymetrach do wzoru z liczbą 250, otrzyma wynik z błędem rzędu 10×. Kluczowe jest, by w tym zapisie f było w mm.

W pracy optyka-mechanika rozumienie tej zależności pomaga szybko ocenić, czy deklarowane przez producenta powiększenie lupy jest spójne z jej ogniskową oraz dobrać narzędzie do montażu, kontroli i prac precyzyjnych.

Dodatkowe pytania

Dodatkowe pytania (FAQ):
Powiększenie lupy najczęściej rozumie się jako powiększenie kątowe: porównuje, jak duży kąt pod jakim widzisz obiekt przez lupę, do kąta widzenia tego obiektu bez lupy z odległości dobrego widzenia (zwykle 25 cm). To nie jest "powiększenie rozmiaru" wprost, tylko efekt dla oka.
W typowych zadaniach stosuje się wzór G = 250/f, gdzie f to ogniskowa lupy podana w milimetrach. Liczba 250 wynika z przyjęcia umownej odległości dobrego widzenia 25 cm, czyli 250 mm.
Stała 250 to przeliczenie 25 cm na 250 mm. Wzór zakłada umowny punkt bliski oka (odległość dobrego widzenia) równy 25 cm. Jeśli w zadaniu przyjmuje się inne założenie, stała we wzorze może się zmienić.
W tym zapisie ogniskowa f powinna być w milimetrach. Gdy podstawisz ogniskową w centymetrach, wynik będzie błędny (zwykle 10 razy). W praktyce warto od razu zamienić cm na mm, żeby zachować spójność ze stałą 250.
Podstawiasz do wzoru G = 250/f z f w mm. Dla 50 mm: G = 250/50 = 5. Oznacza to lupę o powiększeniu około 5× w szkolnym ujęciu punktu bliskiego 25 cm.
W modelu szkolnym tak: z zależności G = 250/f wynika, że im mniejsze f, tym większe G. W praktyce przy bardzo krótkiej ogniskowej trudniej utrzymać wygodną odległość pracy, a pole widzenia może się zmniejszyć, więc dobór to kompromis.
Lupa to pojedyncza soczewka, a jej powiększenie opisuje zwykle powiększenie kątowe zależne głównie od ogniskowej. Mikroskop jest układem (obiektyw + okular), więc jego powiększenie jest iloczynem powiększeń elementów i zależy też od długości tubusu oraz konfiguracji optycznej.
Równanie soczewki służy do wyznaczania położenia obrazu (odległości p i q). Pytanie dotyczy jednak bezpośrednio powiększenia lupy, które w typowym przybliżeniu jest wyrażone prostą zależnością od ogniskowej i punktu bliskiego oka.
Zawsze, gdy w treści pojawia się informacja o odległości dobrego widzenia lub gdy zadanie niejawnie przyjmuje 25 cm. Jeśli zadanie podaje inną wartość (np. 20 cm), nie można bezrefleksyjnie użyć liczby 250; trzeba wstawić odpowiednią odległość wyrażoną w tych samych jednostkach co ogniskowa.
Najczęstsze są: błąd jednostek (cm zamiast mm), mylenie powiększenia kątowego z liniowym, oraz wybieranie niewłaściwego wzoru (np. równania soczewki albo wzorów od mikroskopu). Pomaga zapisanie: 25 cm = 250 mm i dopiero potem podstawianie.
info

Około 64% zdających odpowiada poprawnie na to pytanie. średnie

W praktyce zawodowej kluczowe jest to, że powiększenie lupy (powiększenie kątowe) zależy od ogniskowej soczewki.

Źródła:

  • Eugene Hecht, "Optics" (5th edition), rozdział o przyrządach optycznych (magnifier/simple microscope) – opis powiększenia kątowego lupy
  • Halliday, Resnick, Walker, "Fundamentals of Physics", dział: optyka geometryczna i instrumenty optyczne – lupa i definicja powiększenia kątowego

Materiały:

  • Podręcznik do optyki geometrycznej (dział: przyrządy optyczne, lupa)
  • Notatki/wzory: zestawienie powiększeń przyrządów (lupa, mikroskop, luneta)
  • Ćwiczenia z jednostek i przeliczeń ogniskowej (mm ↔ cm) oraz dioptrii

Aktualizacja pytania: 31.03.2026



Aktualizacja pytania: 31.03.2026
📡 Brak połączenia internetowego