Waarom wordt een vergrootglas niet dicht bij het oog gehouden?

[jkien]

Een loep houd je zo dicht mogelijk voor je oog, denk maar aan een diamantair. Bij de schoolnatuurkunde is dat ook het uitgangspunt voor het berekenen van de vergrotingsformule, N = 25 cm / f . Maar een vergrootglas (handvergrootglas met steel) wordt verder weg van het oog gehouden. Een scherpe geest als Sherlock Holmes houdt het vergrootglas zelfs op armafstand. (1.,2.) Maar waarom? Natuurkundig is de afstand nadelig, voor de grootte van het beeldveld. En de vergrotingsformule is dan niet meer van toepassing.

 

loep 3178 keer bekeken

Loep en vergrootglas

[klazon]

Als je de loep vlak voor je oog houdt moet het voorwerp op de brandpuntsafstand voor de loep staan om het scherp te zien. In sommige gevallen is dat onhandig dichtbij. Houd je de loep verder weg, dan kan het voorwerp ook verder weg staan.
Een voorbeeld is de hoofdbandloep die bij fijn knutselwerk vaak wordt gebruikt. De lenzen daarvan staan ook niet vlak voor je gezicht maar een paar cm verder.

[jkien]

Ik merk dat een vergrootglas op ongeveer armafstand niet alleen maar vergroot, maar dat je er bovendien met twee ogen door kunt kijken. Dieptezien maakt weinig uit voor een platte postzegel, maar handvaardigheid zoals een draad door een naald steken gaat veel beter, en splinters met een pincet verwijderen. Maar dan moet het vergrootglas in een statief staan, anders ben je een hand kwijt om het vergrootglas vast te houden.

In oude plaatjes lijkt het vergrootglas gebruikt te worden voor platte voorwerpen, dan is het eigenlijk een leesbril voor oud- of verzienden. Een Sherlock Holmes met jonge ogen had zonder vergrootglas van dichterbij kunnen kijken. Goedkope leesbrilletjes waren natuurlijk nog niet bij de drogist te koop.



plaatjes uit wikimedia commons 1 2 3

[Benm]

Hoe accuraat die historische tekeningen zijn durf ik niet te zeggen. 
 
Maar een lens is op twee manieren te gebruiken om ergens meer detail in te zien: dichtbij het voorwerp dat je bekijkt (zoals bij een gangbaar vergrootglas) of dichtbij je hoog (zoals een juwelier een loep gebruikt).
 
Qua optische prestaties ontloopt het elkaar niet zoveel, maar een vlekje op een muur bestuderen is handiger met een vergrootglas, tenzij je een loep wilt gebruiken en praktisch met je neus tegen die muur wilt zitten. 
 
Of je met twee ogen door hetzelfde vergrootglas kunt kijken om zo een stereoscopisch beeld te krijgen: in extreme gevallen kan dat wel, maar dan heb je het meestal niet meer over een vergrootglas op zakformaat. Dit soort systemen zijn handig als je een beperkte vergrotingsfactor wilt en behoorlijk wat ruimte hebt. 

[jkien]

Maar een lens is op twee manieren te gebruiken om ergens meer detail in te zien: dichtbij het voorwerp dat je bekijkt (zoals bij een gangbaar vergrootglas) of dichtbij je oog (zoals een juwelier een loep gebruikt).

... Of je met twee ogen door hetzelfde vergrootglas kunt kijken om zo een stereoscopisch beeld te krijgen: in extreme gevallen kan dat wel, maar dan heb je het meestal niet meer over een vergrootglas op zakformaat.

 
Wat zou de beste plaats voor het vergrootglas zijn als de afstand van oog naar voorwerp gegeven is, zeg 60 cm ('armafstand')? Een gemiddeld vergrootglas met steel heeft f ≈ 30 cm, dus f ≈ (v+b)/2. Dan ziet de grafiek van de vergroting vs. voorwerpsafstand er als volgt uit:

vergrootglas1 3174 keer bekeken

In de blauwe helft van de grafiek is er een virtueel beeld achter de lens waar de waarnemer prima op kan focusseren. In de gele helft niet, daar is het beeld onscherp.

De diameter van een gemiddeld vergrootglas, 8 cm, is voldoende om met twee ogen door de lens stereoscopisch naar het voorwerp te kijken. Het stereoscopisch kijken gaat het beste voor v ≤ 20 cm. Dat is geen extreem geval, maar normaal.

​De beste plaats voor het vergrootglas, met de hoogste vergroting bij binoculair zicht, is dan v = 20 cm.

Ik zie dat de Duitse Wikipedia duidelijk onderscheid maakt tussen een leesloep en een detailloep. De leesloep heeft een vergroting van 2 tot 5 maal, de afstand tot de ogen is groot, je kunt er met twee ogen door kijken en dus 3D zien. De detailloep heeft een vergroting van 5 tot 15 maal, de afstand tot de ogen is klein, je kijkt met 1 oog en kunt dus niet 3D zien (behalve met een 'loepbril').

 

kardinaal2 3167 keer bekeken

Kardinaal Nicolaas van Rouen [1] hield volgens dit schilderij uit 1352 de leesloep dicht bij zijn oog, bravo! Jammer dat hij het dure boek zo onhandig vasthield. (schilderij van Tomasso da Modena, onderdeel van de 'Veertig van Treviso', waaronder het eerste schilderij van iemand met bril. Afbeelding uit: wikimedia commons)

[jkien]

Op schilderijen van Georges de la Tour gebruikt Hiëronymus zijn leesbril op een vreemde manier. De beste plaats voor je bril is op je neus. De bril ver weg houden van je ogen heeft alleen maar nadelen. Hoe valt het brilgebruik van Hiëronymus te verklaren? De enige verklaring die ik kan bedenken is dat hij een tweedehands leesbril gebruikte van de verkeerde sterkte. De bril was te sterk en daarom moest hij hem ver weg houden.
 




Hiëronymus leest een brief, Georges de la Tour (~1625). Bron: wikimedia commons (1, 2)
 

[Michel Uphoff]

De bril was te sterk

 
Als ik mijn +2 leesbril op ongeveer de helft van de afstand tot het beeldscherm houd, dan heb ik een behoorlijke vergroting, duidelijk sterker dan met de bril op mijn neus. Natuurlijk kan ik maar met een oog kijken, en is het beeldveld beperkt.
 
Dus (gezien de leeftijd van Hiëronymus, + leesbril) lijkt het mij juist toe, dat hij zich behielp met een voor zijn ogen te zwakke bril.

[jkien]

Ik ben met je eens dat beeldschermletters vergroot worden als je een +2 leesbril op de helft van de afstand van het beeldscherm houdt. Dan gebruik je de lens als vergrootglas voor een klein detail. Maar bij lezen met leesbril streef je niet naar vergroting, want dat is niet nodig, je netvlies is nog prima. Je streeft alleen naar scherpte, een scherpe afbeelding op je netvlies. 
 
De leesbril van een oud- of verziende dient niet om te vergroten ten opzichte van iemand met normale ogen, hij dient slechts om net zo scherp te zien als iemand met normale ogen. En het beeldveld moet zo groot zijn als de brief, niet zo klein als een letter. 
 
Als 50-plusser zie je niet bij allebei de lensposities (lens halverwege vs. lens op de neus) scherp, tenzij je valsspeelt door een varifocusbril te dragen.  Zelfs voor jonge verziende ogen die flink kunnen accommoderen is het doel van de lens om de brief scherp te zien zonder te accommoderen. Dat kan niet het geval zijn bij allebei de lensposities. 

[Michel Uphoff]

hij dient slechts om net zo scherp te zien als iemand met normale ogen

 
Op zich met je eens, maar als ik een leesbril van vroeger (+1) pak, dan help het wel degelijk. De scherpte wijzigt niet, maar omdat de letters groter zijn heb ik er minder last van, en gaat het lezen echt beter. De lenzen in die tijd waren nog niet zo best  en er zaten nogal wat ongerechtigheden in het glas (getuige Galilei). Misschien heeft de schilder uit eigen ervaring geput. En daarnaast wint het schilderij ook aan intensiteit.

[jkien]

Het is me niet helemaal duidelijk wat je betoogt: dat de afstand waarop Hiëronymus de bril houdt betekent dat de lens te zwak is? Of dat positieve lenzen op elke afstand helpen? 
 
Wat is de leesbrilsterkte die jij nodig hebt om beeldschermletters scherp te zien zonder te accommoderen (en leesbril op de neus). Zonder dat gegeven kan ik jouw +2 en +1 niet duiden.

[Michel Uphoff]

+1,2 dioptrie
 
Ik heb nu links +2 nodig en rechts +2,5 om te kunnen lezen. Als ik mijn oude leesbril +1 opzet heb ik behoorlijk moeite met het lezen van dit scherm, zeker met het rechteroog. Plaats ik die +1 halverwege het scherm en mijn oog, dan worden de letters zodanig vergroot dat ik ze, ondanks de blijvende onscherpte, beter kan lezen.

[Xilvo]

De "juiste" (maar iedereen mag natuurlijk met een loep doen wat hij wil) manier om een loep te gebruiken is de loep op brandpuntsafstand van het voorwerp te houden.
 
Er ontstaat dan een virtueel beeld in het oneindige waardoor de afstand loep-oog niet meer van belang is voor de grootte van het beeld op het netvlies.
Alleen het gezichtsveld verandert daardoor dan nog. 
 
Het onderscheid dat eerder gemaakt werd tussen loep en vergrootglas lijkt me nogal kunstmatig, het principe is gelijk. Alleen de wijze van hanteren verschilt. 

[Jan van de Velde]

De "juiste" (maar iedereen mag natuurlijk met een loep doen wat hij wil) manier om een loep te gebruiken is de loep op brandpuntsafstand van het voorwerp te houden.
 

 
dat is geen juiste manier, want met het voorwerp op de brandpuntsafstand heb je nou juist de énige voorwerpsafstand te pakken waarbij een lens géén beeld geeft:
 

beeld 3168 keer bekeken

 
al heb je met een loupe-oogcombinatie uiteraard te maken met een lenzenstelsel van meerdere lenzen.

[Xilvo]

Een beeld in het oneindige, zoals ik al schreef. 
 
Zoals de zon, voor alle praktische zaken, optisch in het oneindige staat.
Van ieder punt op de zon lopen de stralen hier parallel; theoretisch net niet helemaal maar het verschil is onmeetbaar klein. 

[jkien]

De "juiste" ... manier om een loep te gebruiken is de loep op brandpuntsafstand van het voorwerp te houden.

Het onderscheid dat eerder gemaakt werd tussen loep en vergrootglas lijkt me nogal kunstmatig, het principe is gelijk. Alleen de wijze van hanteren verschilt.

Die manier "juist" noemen voor een vergrootglas met steel is nogal theoretisch. Als je een vergrootglas met steel hebt, kun je misschien eens in de praktijk nagaan of je gehoorzaamt aan wat jij hierboven "juist" noemt. Een gemiddeld vergrootglas met steel heeft een brandpuntsafstand van ~30 cm. Ik vermoed dat ook jij hem op ~15 cm afstand van het voorwerp zult houden, ver weg van je ogen, en dat je met beide ogen door het vergrootglas kijkt. Als je een oog dichtknijpt kun je de afstand tussen lens en voorwerp ~30 cm maken, maar dat is minder prettig. Wat mij betreft was het doel van dit topic vooral om de praktijk te begrijpen.