У дитинстві багато хто з нас грали з лупою. Досить цікаво було спостерігати, як з її допомогою можна марнувати газету, дерево та інші предмети. У більш зрілому віці ми часто використовуємо збільшення лінзи для того, щоб розглянути докладніше деталі зображення або невеликий текст. А ось як, власне, вона працює, чому в одних випадках зображення виходять великими, а в інших перевернутими, знають далеко не всі. Давайте розберемося, як діє збирає лінза, що означають її параметри, і яку роль відіграє відстань до розглянутого предмета.
Основні визначення і властивості
Будь-яку теорію найкраще розбирати, починаючи з ключових понять. Отже, почнемо з того, що види лінз безпосередньо залежать від їх форм. В якості основи для їх виготовлення можуть застосовувати як скло, так і інші прозорі матеріали з високим показником коефіцієнта заломлення. Якщо середина лінзи буде товщі, ніж її краю, то вийде збирає лінза, а в іншому випадку - розсіює. Пряма, яка проходить через центри кривизни її двох поверхонь, являє собою головну оптичну вісь. Розсіюючої або збирає лінза називається тонкою, якщо радіуси її сторін істотно більше її товщини в будь-якому місці. Якщо промінь світла проходить крізь центр лінзи, він свого напряму не змінює. 
Це властивість часто використовується для того, щоб визначити, яким вийде кінцеве зображення. А ось якщо на поверхню лінзи потрапляє пучок променів, що йдуть паралельно її головної оптичної осі, то після того як вони перетнуть її оптичний центр і пройдуть фокусна відстань, їх шляхи перетнуться в загальній точці, яка називається фокусом. Чим фокусна відстань менше, тим більшу оптичну силу має дана оптика. Останній параметр прийнято вимірювати в діоптріях.
Як визначити, яке зображення дасть збирає лінза?
Все, що потрібно для цього - з`ясувати, чому дорівнює її фокусна відстань і відстань до самого предмета. Далі ми просто порівнюємо їх і керуємося наступними правилами:
- Якщо предмет знаходиться дуже і дуже далеко від лінзи, можна вважати, що всі промені світла, які від нього відбиваються, йдуть паралельно головній оптичній осі, а значить, всі вони перетнуться в фокусі, і ми цей предмет просто не побачимо.
- Якщо об`єкт спостереження розташований за подвійний точкою фокусу, тобто за подвійним фокусною відстанню, то зображення виявиться перевернутим догори ногами. Причому його розміри будуть менше розмірів самого об`єкта.
- Коли предмет буде в точці подвійного фокуса, його зображення теж вийде зворотним. Але на цей раз його розміри будуть відповідати розмірам даного об`єкту.
- Якщо ще трохи наблизити лупу так, щоб предмет вийшов посередині між фокусом і подвійним фокусом, зображення залишиться перевернутим, але тепер воно буде збільшеним.
- Цікавий ефект виходить, коли збирає лінза знаходиться точно на фокусній відстані від предмета. У цьому випадку після заломлення промені підуть паралельно один одному і зображення ми не побачимо.
- І лише коли об`єкт опиниться між оптичним центром і фокусом, можна буде скористатися лупою так, як ми зазвичай це робимо. Отримане зображення буде прямим і збільшеним, що дозволить детально розглянути всі найдрібніші його деталі.
